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革兰氏阴性细菌能分泌一种用于协调菌群活动的信号分子,即N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones, AHLs)。本实验室前期的研究表明AHLs中的N-3-羰基己酰基高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)不仅能被细菌感知,也能被植物感应,引起植物一些生理活动的变化。3OC6-HSL能促进拟南芥根的生长,降低大白菜软腐病的发病率,也能介导水杨酸(SA)通路相关抗病基因的表达。本文利用模式植物拟南芥从两方面对3OC6-HSL进行研究。 1.研究拟南芥膜蛋白质组响应3OC6-HSL。本研究首先利用生物素标记的3OC6-HSL(Bio-3OC6-HSL)作为一抗,HRP标记的链霉亲和素(Streptavidin-HRP)作为二抗,将提取的拟南芥粗膜蛋白作为底物,进行酶联免疫(ELISA)反应。其次,利用放射自显影技术将拟南芥粗膜蛋白与氚标记的3OC6-HSL(3H-3OC6-HSL)进行点膜实验,小牛血清蛋白(BSA)作为阴性对照。鉴于本实验室前期通过紫色杆菌CV026已经证明3OC6-HSL和Bio-3OC6-HSL、3H-3OC6-HSL有相同的生物学活性,以上两实验均得出拟南芥粗膜蛋白能和3OC6-HSL有较好的结合。为了进一步找到拟南芥响应3OC6-HSL的膜蛋白,利用二维差异凝胶电泳技术(2D-DIGE)对拟南芥进行膜蛋白组学研究。本实验提取了3OC6-HSL处理3h和6h后与未做处理的野生型拟南芥的粗膜蛋白,正反双向荧光标记蛋白质,进行2D-DIGE实验。结果发现3OC6-HSL处理3h、6h组的粗膜蛋白相比于未处理组分别有27、35个蛋白点发生显著变化。通过质谱分析,与国家蛋白质数据库比对指纹图谱,得出了各蛋白点的详细信息。这些响应3OC6-HSL的拟南芥粗膜蛋白主要包括与物质代谢、激素信号转导、叶绿素合成、光合作用、过氧化物酶活、抗盐胁迫、抗热胁迫相关的蛋白质。 2.研究3OC6-HSL在植物抗盐胁迫中的作用和诱导赤霉素(GA)通路基因调控抗盐胁迫的机制。本实验证明了100mM NaCl条件下,1μM3OC6-HSL能促进拟南芥种子的萌发,提高盐胁迫条件下叶绿素的含量,并且能够显著提高CAT、POD和SOD三种抗氧化酶的活性。许多文献报道赤霉素(GA)不仅能促进植物生长发育,同时还能提高植物对非生物胁迫的耐受性。结合前期对于植物激素以及2D-DIGE的研究结果,本实验室推断3OC6-HSL可能作用于GA信号转导通路某些基因而提高了拟南芥对盐胁迫的耐受性。设计了GA信号转导通路的3个关键基因SPY、DELLA、GID1的引物,通过qRT-PCR技术得出了3OC6-HSL 能引起GA信号通路中的SPY、DELLA、GID1基因表达量的显著变化。3OC6-HSL通过调控SPY、DELLA的基因表达增强拟南芥对盐胁迫的耐受性,对GID1作用不明显。