稻瘟病抗病基因Pia與稻瘟病菌無毒基因AvrPia互作的分子機制研究.pdf

1、水稻是最重要的糧食作物之一，養(yǎng)育了全球超過50％的人口。由絲狀子囊真菌稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）引起的水稻稻瘟病是世界范圍內(nèi)最具破壞性的水稻病害之一。水稻-稻瘟病菌的互作關系符合經(jīng)典的“基因?qū)颉睂W說，深入研究抗病基因和無毒基因間的關系既能更好地揭示宿主與病原菌間的互作機制，又能為抗病品種的選育提供新的策略。
　　稻瘟病抗病基因Pia位于水稻11號染色體，本研究室在前期研究中對其進行了定位克隆，在闡述其分子

2、進化過程的同時，也對其與相應無毒基因 AvrPia的互作機制進行了研究分析。為進一步深入研究 Pia與 AvrPia的功能及互作模式，本研究主要開展了以下3個方面的工作，主要結果如下所示：
　　1. Pia2CC各截短蛋白的分子內(nèi)互作
　　預測Pia2CC(1-229)的二級結構并將其劃分為7個截短蛋白。通過Y2H系統(tǒng)分析互作情況。結果顯示，Pia2NtNN(1-140)，Pia2NtNN(1-176)及 Pia2NtNN(

3、1-229)都存在分子內(nèi)互作，且Pia2NtNN(1-229)自身互作程度最弱。體外互作分析表明Pia2CC形成同源復合物的最小功能單位是Pia2NtNN(1-140)。
　　2. Pia1CC，Pia2CC與AvrPia的體內(nèi)互作
　　前期研究證明Pia1CC，Pia2CC與AvrPia具有體外互作。為進一步確定三者的體內(nèi)互作情況，本研究進行了亞細胞定位、BiFC分析及 Co-IP分析。亞細胞定位結果顯示Pia2CC具有線

4、粒體定位、核質(zhì)定位及混合定位的動態(tài)變化模式，且完整的蛋白結構是 Pia2CC存在線粒體定位所必需的條件。BiFC分析顯示，Pia2CC與 Pia1CC、AvrPia互作的主要場所為線粒體，Pia1CC與AvrPia的互作場所為細胞核及細胞質(zhì)。Co-IP實驗也證實了AvrPia與Pia1CC、Pia2CC互作。
　　3. Pia1FL，Pia2FL與AvrPia三者的功能及互作
　　為明確 Pia與 AvrPia的互作模式，本

5、研究利用基于熒光素酶報告基因的水稻原生質(zhì)體瞬時表達系統(tǒng)分析了三者的功能及互作關系。結果顯示，R基因中只有融合NLS或NES標簽的Pia2FL會發(fā)生自激活現(xiàn)象；AvrPia全長蛋白及成熟蛋白均能夠引起類HR的細胞凋亡反應。Pia1FL能夠抑制Pia2FL-NLS或Pia2FL-NES引起的自激活。同時，Co-IP分析也表明Pia1FL與Pia2FL互作。此外，LUC實驗顯示三基因共表達后能夠觸發(fā)一定程度的細胞凋亡反應，說明三基因組合存在互