论文部分内容阅读
油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是一种生理活性极强的植物激素,对植物的生长发育具有重要影响,如促进细胞伸长和分裂、提高植物的抗病性等过程。BR通过调控哪些组分实现调控上述生长发育过程是阐明BR调控植物生长发育机理的基础。前期研究利用双向电泳技术鉴定到多个受BR调控的蛋白质,经质谱分析,其中的一个BR调控蛋白为Nucleoside Diphosphate Kinase1 ( OsNDPK1 )。研究发现,外源喷施BR后,OsNDPK1在野生型水稻中的表达量上升;而BR合成突变体brd1-3中OsNDPK1的表达量却低于野生型水稻,这说明BR上调OsNDPK1的表达。有文献报道,水稻接种白叶枯病菌后,OsNDPK1在转录水平上被诱导,暗示着OsNDPK1可能在提高植物抗病性方面起作用。为阐明OsNDPK1在BR调控植物生长发育过程中的作用,本研究对功能获得型拟南芥OsNDPK1-OE进行了抗病性等方面的分析。获得以下结果:1、OsNDPK1参与调控植物抗病。研究表明,①过表达OsNDPK1转基因拟南芥对病原真菌-灰葡萄孢(Botrytis cinerea,BC22)、病原细菌-丁香假单胞杆菌番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000)的抗性增强。②OsNDPK1-OE中抗病关键基因PR1、NPR1的表达量明显高于Col-0野生型拟南芥,表明OsNDPK1可诱导PR1、NPR1的表达来提高植物的抗病性。③接种灰葡萄孢BC22菌株后,OsNDPK1-OE中水杨酸含量明显高于Col-0野生型拟南芥,表明OsNDPK1可激活水杨酸诱导的抗病途径。④接种灰葡萄孢BC22菌株后,促进水杨酸积累的基因PAD4和EDS1在OsNDPK1-OE中的表达量明显高于Col-0野生型拟南芥。⑤接种灰葡萄孢BC22菌株48h后,OsNDPK1-OE的可溶性糖含量显著高于Col-0野生型拟南芥,表明OsNDPK1可通过提升可溶性糖含量提高抗病性。⑥OsNDPK1-OE和Col-0野生型在接种灰葡萄孢0、1、3、6、12、24 h后,对几丁质酶基因Cha1进行RT-PCR分析,结果表明过表达OsNDPK1使得植株中Cha1表达量上升,增强了植株对真菌细胞壁中几丁质的降解能力,提高了拟南芥对真菌的抗病性。⑦接种病原细菌-丁香假单胞杆菌Pst DC3000后,过表达OsNDPK1的转基因植株叶片上的胼胝质明显多于Col-0野生型,同时随着时间的推移胼胝质的量也在增加。表明OsNDPK1通过诱导胼胝质积累抵抗Pst DC3000的侵染。2、OsNDPK1正调控BR信号转导途径。过表达OsNDPK1的转基因拟南芥中BR信号转录调控因子Saur-AC1、转录因子BZR1、BES1表达量上升,说明OsNDPK1正调控BR的信号转导过程。3、OsNDPK1参与调控细胞分裂。①OsNDPK1-OE下胚轴长度高于Col-0野生型拟南芥。②OsNDPK1-OE下胚轴细胞数目多于Col-0野生型拟南芥。③OsNDPK1-OE中细胞分裂的促进因子CycD2、CDC2的表达量明显高于Col-0野生型拟南芥。以上结果表明,BR上调OsNDPK1的表达,OsNDPK1调控植物的抗病性和细胞分裂并正调控BR的信号转导过程。为BR提高植物抗病性和促进细胞分裂的机理研究开辟新的研究途径和思路。