水稻磷脂酶C和二酰甘油激酶在抗稻瘟病中的作用.pdf

1、磷脂酶C(Phospholipase C，PLC)和二酰甘油激酶(Diacylglycerol kinase，DGK)是脂信號(hào)途徑中的兩個(gè)重要酶。PLC能夠水解磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸(Phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate，PIP2)產(chǎn)生肌醇1，4，5-三磷酸(Inositol1，4，5，-trisphosphate，IP3)和二酰甘油(Diacylglycerol, DAG)。DAG能夠被DGK

2、磷酸化為磷脂酸(Phosphatidic acid，PA)。IP3、DAG和PA都是第二信使，在植物抗病信號(hào)中具有重要作用。目前對(duì)PLC/DGK在水稻抗病信號(hào)中的研究是相對(duì)欠缺的。在方法上多使用激發(fā)子處理懸浮細(xì)胞觀察早期反應(yīng)或用病原菌侵染突變體植株研究后期表型，仍然缺少對(duì)發(fā)病過(guò)程的研究。另一方面，稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae,M.Oryzae）作為研究植物-病原真菌互作的模式生物，其致病機(jī)理被越來(lái)越多的闡述。這為我們研

3、究脂信號(hào)在抗病中的作用提供了便利。
　　 本文中我們比較了稻瘟病菌在水稻DGK、PLC突變體和野生型中病害程度的差異。研究發(fā)現(xiàn):水稻幼苗接種稻瘟病菌后，dgk1/plc2、plc3比野生型更加感病，發(fā)病速度比野生型更快。因此，OsDGK1、OsPLC2、OsPLC3可能在水稻抗稻瘟病信號(hào)中起正調(diào)控作用。
　　 為了探究這些基因在抗稻瘟病中的作用和機(jī)理，我們用帶有黃色熒光蛋白(yellowfluorescent prote

4、in，YFP)基因的pBV13質(zhì)粒轉(zhuǎn)化稻瘟病菌，獲得了高量子效率的熒光轉(zhuǎn)化子。用該轉(zhuǎn)化子研究菌絲dgk1、plc2、plc3和野生型水稻之間生長(zhǎng)的差異。發(fā)現(xiàn)缺失這些基因的突變體中，入侵菌絲擴(kuò)展的速度明顯加快。用不同濃度的DGK和PLC抑制劑分別處理野生型能產(chǎn)生與其突變體類似的效果。菌絲通過(guò)胞間連絲進(jìn)入臨近細(xì)胞時(shí)，能被胼胝質(zhì)阻擋，在野生型中胼胝質(zhì)產(chǎn)生多，能限制菌絲的擴(kuò)展;突變體植株中，胼胝質(zhì)的積累少，菌絲更容易進(jìn)入臨近細(xì)胞。野生型中侵染點(diǎn)

5、附近出現(xiàn)過(guò)敏反應(yīng)(hypersensitive responsive，HR)，突變體中較少出現(xiàn)。附著胞周圍有活性氧(reactive oxygenspecies，ROS)出現(xiàn)，野生型中出現(xiàn)的時(shí)間可能比突變體中早。
　　 ROS爆發(fā)是植物抗病的重要機(jī)制，具有響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。我們用激發(fā)子處理原生質(zhì)體來(lái)探討突變OsDGK1、OsPLC2/OsPLC3對(duì)ROS產(chǎn)生和爆發(fā)的影響。研究發(fā)現(xiàn):與突變體相比野生型出現(xiàn)了明顯的ROS爆發(fā)。加入P

6、A能夠恢復(fù)ROS在突變體中的爆發(fā)。所以突變OsDGK1、OsPLC2、OsPLC3導(dǎo)致的ROS爆發(fā)的抑制可能是導(dǎo)致突變體感病的原因。突變體中加入H2O2后，菌絲蔓延明顯受到抑制，并且熒光減弱，還誘導(dǎo)了HR反應(yīng)。這說(shuō)明由PLC-DGK信號(hào)通路產(chǎn)生PA誘導(dǎo)的ROS在抗稻瘟病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起正調(diào)控作用。
　　 我們還研究了侵染后OsDGK1、OsPLC2和OsPLC3表達(dá)量隨時(shí)間的變化，發(fā)現(xiàn)OsDGK1上調(diào)幅度大且響應(yīng)迅速，OsPLC2和