擬南芥類受體激酶BAK1和BKK1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡的分子機(jī)理研究.pdf

1、擬南芥類受體激酶BAK1和BKK1參與多種生理過(guò)程，其中包括油菜素內(nèi)酯信號(hào)途徑和PRR介導(dǎo)的PTI途徑。先前的研究發(fā)現(xiàn)bak1bkk1雙突變體在正常的生長(zhǎng)條件下能夠自發(fā)的產(chǎn)生細(xì)胞死亡表型，而且這種細(xì)胞死亡表型的發(fā)生是依賴于光的。盡管已知BAK1和BKK1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡可能與水楊酸有關(guān)，但其背后的分子機(jī)理和細(xì)胞死亡途徑中的組分仍然未知。本論文中將光如何誘發(fā)細(xì)胞死亡作為切入點(diǎn)進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的研究，并且鑒定到ETI組分在細(xì)胞死亡信號(hào)通路中具

2、有重要的作用。發(fā)現(xiàn)光能夠誘發(fā)細(xì)胞死亡，但在黑暗條件下外源施加水楊酸同樣可以重現(xiàn)出細(xì)胞死亡，說(shuō)明光誘導(dǎo)的水楊酸積累才是細(xì)胞死亡發(fā)生的真正誘因。水楊酸合成和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因SID2和EDS5在bak1-4bkk1-1體內(nèi)高度表達(dá)。當(dāng)二者缺失突變體分別與bak1-3bkk1-1雜交后能夠有效抑制細(xì)胞死亡表型的發(fā)生。除此之外，編碼葉綠體重要組分基因THF1缺失突變也可抑制bak1-3bkk1-1的細(xì)胞死亡，說(shuō)明光誘導(dǎo)葉綠體形態(tài)建成后水楊酸的爆發(fā)是細(xì)

3、胞死亡產(chǎn)生的重要因素。由于水楊酸在植物抗病方面具有重要作用，因此對(duì)以上水楊酸相關(guān)突變體進(jìn)行了抗病性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示單突變體bak1-3和bkk1-1相較于野生型對(duì)Pst DC3000具有更強(qiáng)的感病性，而雙突變體bak1-3bkk1-1卻具有更強(qiáng)的抗病性。對(duì)flg22的響應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明bak1bkk1體內(nèi)激活的免疫途徑是ETI而非PTI。而進(jìn)一步的遺傳學(xué)數(shù)據(jù)表明，ETI途徑重要組分RBB3、EDS1和PAD4參與該細(xì)胞死亡途徑。在以上內(nèi)容中首次

4、揭示了BAK1和BKK1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡的發(fā)生原因，該途徑細(xì)胞死亡的發(fā)生是光誘發(fā)的水楊酸積累和ETI途徑共同促成的結(jié)果。
　　除此之外，本論文中詳細(xì)的論述了bak1bkk1的遺傳抑制子sbb1（編碼一個(gè)核孔蛋白）在該細(xì)胞死亡途徑中的功能。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)證明SBB1缺失突變能夠明顯抑制bak1–3bkk1–1的細(xì)胞死亡癥狀。此外，與SBB1同屬一個(gè)亞復(fù)合物的其它三個(gè)成員基因和一個(gè)DEAD-box RNA解旋酶基因DRH1缺失突變后同樣可以

5、極大程度的挽救細(xì)胞死亡表型。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)這些突變體中的mRNA在細(xì)胞核中會(huì)發(fā)生明顯的積累，表明mRNA在細(xì)胞核質(zhì)間的分布對(duì)細(xì)胞死亡的發(fā)生具有重要的作用。
　　綜上所述，本論文共得出如下結(jié)論：光誘導(dǎo)葉綠體形態(tài)建成后的水楊酸積累促發(fā)了BAK1和BKK1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡的發(fā)生；ETI途徑參與BAK1和BKK1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡；NUP107-160部分成員和RNA解旋酶DRH1在BAK1和BKK1介導(dǎo)的細(xì)胞死亡中具有重要的作用，其突變體可能