轉錄因子AtMYB44和AtMYB15在擬南芥防衛(wèi)反應中的功能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、當植物受到環(huán)境中生物和非生物脅迫時,植物通過其信號傳導途徑有效地調控體內相關功能基因的表達,進而引發(fā)一系列生理、生化反應,形成高效有序的信號調控網絡,以降低或消除給植株帶來的危害.轉錄調控在植物對環(huán)境脅迫的應答反應中起著承上啟下的作用.作為植物體內最大的轉錄因子家族之一,MYB轉錄因子在植物抗逆脅迫過程中起著重要的作用。以往研究證明,擬南芥轉錄因子AtMYB44和AtMYB15在抗旱、抗鹽脅迫等非生物脅迫過程中發(fā)揮重要作用,但是在生物脅

2、迫過程中參與了哪個信號傳導途徑、發(fā)揮了什么樣的作用還沒有報道。本博士論文著重通過一系列的生物化學、分子生物學和遺傳學方法,解析在多種生物脅迫過程中,擬南芥轉錄因子AtMYB44和AtMYB15植物防衛(wèi)反應中的作用.
   1AtMYB44防衛(wèi)大白菜軟腐病菌機制的研究
   在擬南芥中,茉莉酸(jasmonic acid, JA)和胡蘿卜軟腐歐文氏茵胡蘿卜亞種(Erwinia carotovora subsp.caroto

3、vora,Ecc)可以誘導AtMYB44的表達,這說明AtMYB44可能參與了擬南芥防衛(wèi)Ecc的過程.為了研究AtMYB44在擬南芥防衛(wèi)Ecc過程中所起的作用,我們實驗室產生了過表達AtMYB44的轉基因擬南芥植株(35S-M-1,并從擬南芥生物資源中心(The Arabidopsis Information Resource,TAIR)訂購了AtMYB44 T-DNA插入突變體(atmyb44).有報道,根部潛伏對Ecc致病作用是非常

4、關鍵的.我們從根部接種Ecc,然后利用熒光顯微鏡和掃描電鏡觀察軟腐病菌在擬南芥根部的吸附。實驗發(fā)現(xiàn):與野生型( Col-O)相比,Ecc在atmyb44根表吸附的菌量比較少,而35S-M-1菌量較多.我們在葉片接種Ecc三天后,發(fā)現(xiàn)atmyb44葉片帶菌量比Col-0少,且發(fā)病癥狀較Col-0輕.然而在35S-M-1中,菌量顯著增加并且發(fā)病較Col重.最后,我們檢測了Col-O、35S-M-I和atmyb44中防衛(wèi)基因的表達.結果表明,

5、與Col-0相比,atmyb44中幾個JA通路基因表達增強,而在35S-M-1中表達下降.綜上,我們證明:AtMYB44抑制JA通路信號傳導,并負調控擬南芥對Ecc的抗病性.
   2 AtMYB44作用于EIN2調控擬南芥對綠桃蚜防衛(wèi)反應
   蛋白質激發(fā)子HrpNEa是植物病原細菌梨火疫病菌(Erwinia amylovora)產生的一種Ⅲ型效應因子,能夠啟動植物多個信號通路,并且能夠激活大量轉錄因子的表達.HrpN

6、Ea處理擬南芥能誘導乙烯(ethylene,ET)產生,乙烯信號通路在擬南芥對綠桃蚜防衛(wèi)反應中發(fā)揮關鍵的作用,而EIN2是ET通路信號傳導的關鍵因子.為了研究在擬南芥對綠桃蚜防衛(wèi)反應中轉錄因子的作用,我們從基因芯片數據庫中挑選了37個受到乙烯誘導表達的轉錄因子,然后使用HrpNEa處理野生型植株(Col-0)并分析它們的表達情況.結果發(fā)現(xiàn):與對照相比,發(fā)現(xiàn)有22個轉錄因子表達上調,4個下調,還有9個變化不顯著,其中AtMYB44的上調最

7、明顯。為了證明AtMYB44參與了調控植物對綠桃蚜(green peach aphid, GPA,Myzus persicae)的抗性,我們使用綠桃蚜接種atmyb44。結果表明:與Col-0相比,atmyb44對綠桃蚜更敏感。進一步研究發(fā)現(xiàn),EIN2的表達需要轉錄因子AtMYB44的存在,而且綠桃蚜能夠誘導AtMYB44的表達。最后,我們通過蛋白凝膠阻滯實驗(Electrophoretic mobility shift assay,E

8、MSA)發(fā)現(xiàn)AtMYB44能夠結合EIN2啟動子.綜上所述,我們發(fā)現(xiàn):AtMYB44通過作用于EIN2進而調控乙烯信號通路,誘導擬南芥對綠桃蚜的抗蟲性.
   3 AtMYB15防衛(wèi)丁香假單胞茵機制的研究
   當植物受到病原菌侵染或被病原物激發(fā)子刺激后,植物能夠激活自身防衛(wèi)反應。這一過程中涉及大量的基因轉錄調控,轉錄因子在其中發(fā)揮了非常重要的作用.在擬南芥上,我們研究了轉錄因子AtMYB15在防衛(wèi)丁香假單胞茵(Pseu

9、domonas syringaepv. tomato DC3000,Pst DC3000)過程中的功能AtMYB15是一個R2R3-MYB轉錄因子,能夠被茉莉酸和脫落酸誘導表達.我們使用農桿菌侵染洋蔥表皮細胞的方法發(fā)現(xiàn),AtMYB15定位于細胞核。在酵母細胞中,AtMYB15能夠激活酵母報告基因lacZ表達,這表明:AtMYB15具有轉錄激活活性.為了進一步研究AtMYB15的功能,我們從TAIR訂購AtMYBI5 T-DNA插入突變體

10、(atmyb15).我們在擬南芥上接種Pst DC3000發(fā)現(xiàn):與野生型相比,atmyb15更抗?。ㄟ^分子生物學實驗分析發(fā)現(xiàn):在擬南芥上接種Pst DC3000后,atmyb15中防衛(wèi)基因PR-I、PDFl.2表達比Col-0增強.基于以上實驗:AtMYB15負調控擬南芥對Pst DC3000的防衛(wèi)反應.
   總結
   本研究以擬南芥為主要研究材料,對AtMYB44和AtMYB15在幾種病原物致病過程中參與的植物防

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