拟南芥snc1相关突变体调控基因的确定及抗病功能研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:roamer_wsj
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在多细胞生物体中,先天免疫对于感受和防御微生物的侵染是十分关键的。植物长久以来已经进化出一套防御病原体感染的机制,在此过程中抗病基因(Resjstance genes)对于识别病原体和起始下游的防御途径都起重要的作用。研究者发现拟南芥中的一个显性突变体sncJ(suppressor ofnpr1-1,constitutiyel)——nprl—l组成性抑制子I。该突变体能够组成性表达PR基因,并且对于细菌病原Pseudomonas syringae py maculicola ES4326 (P.s.m.ES4326)和真菌病原体Peronospora parasitica NOC02(P.p.NOC02)都具有抗性。snc1被证明是一个位于抗病信号途径上游的R-gene,能够组成性激活植物的抗病机制。AGR14是在snc1的背景下,通过T-DNA插入的激活标签法获得的突变AGR系列体中的一个。通过突变体的筛选和基因定位,获得两个功能未知、但可以使snc1的表型部分回复突变的基因。本论文研究内容及其结果包括以下几个方面:通过PCR和RT-PCR的方法分别在DNA和RNA水平上确定了AGR14是snc1突变体背景下,BG和SG基因发生双突变。为了确定哪一个是调控基因,本文通过互补实验发现BG基因的突变能够使snc1突变体的表型部分回复突变,即BG基因的突变具有部分抑制SNC1基因的功能,而BG基因对SNC1基因有正向调控作用,能促进SNC1基因的功能;而SG基因没有该功能。确定调控基因后,研究集中在进一步分析BG基因的功能上。文章利用过表达实验,分别用BG基因自身启动子或35S强启动子使BG基因组DNA或cDNA在野生型植物中过量表达,结果表明转基因植物表型明显变小。蛋白质是基因功能的执行者。在蛋白水平上,研究通过对目的基因编码的蛋白在体外和体内的表达证明该蛋白是一种可溶性的高分子量蛋白质,并且在植物体内真实存在。根据生物信息学分析,该蛋白可能是一种协同抑制子,以N-端LisH结构域的二聚化形式发生作用,以及C-端WD40重复结构域介导蛋白质-蛋白质之间的相互作用。为了进一步研究编码蛋白的功能,通过构建BG-GFP融合载体,获得转基因植物,然后利用激光共聚焦显微技术对其编码的蛋白进行亚细胞定位,结果表明该蛋白定位于细胞核中,从而推测蛋白对转录因子其抑制作用。在抗病方面,通过细菌和真菌病原体感染实验及PR基因转录水平上的变化显示AGRl4突变体能够组成性表达PR基因,比野生型(Col-0)更能抵抗p.s.m.ES4326和P.p.NOCO2,但比snc1更容易感染。另外,研究表明:过表达植物抗性增强可能与于SA调节的PRl基因表达增加相关,这暗示着BG基因与植物的抗病功能相关。
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