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拟南芥类受体蛋白激酶CRK45对生物和非生物胁迫的响应

张秀娟  
【摘要】:类受体激酶是已知的植物响应发育信号和各种环境刺激的信号组分。本研究揭示了一个拟南芥富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶CRK45在植物应答生物和非生物胁迫过程中的功能。研究以拟南芥野生型(Columbia-0)、crk45突变体、CRK45过表达以及CRK45互补株系为实验材料,得到了如下实验结果: 1、在非生物胁迫应答中,crk45突变体在种子萌发和幼苗早期生长中对ABA表现出较野生型更不敏感的表型,而CRK45过表达植株却与之相反;此外,在高盐条件下CRK45过表达植株与野生型相比表现出更敏感的表型,相反地,crk45突变体却更不敏感;在干旱胁迫条件下,CRK45过表达植株的抗旱能力较野生型更强;相关基因表达检测表明,ABA生物合成基因如NCED3(9-Cis-EpoxycarotenoidDioxygenase3)、NCED5(9-Cis-Epoxycarotenoid Dioxygenase5)、ABA2(AbscisicAcid Deficient2)以及AAO3(Abscisic Aldehyde Oxidase3)等在CRK45过表达植株中组成型表达升高,同时在ABA或者高盐处理后,一些胁迫应答基因标志基因的表达在CRK45过表达植株中也有明显升高。 2、在生物胁迫应答中,CRK45过表达植株表现出对丁香假单胞菌(Pseudomonassyringae)更强的抗性,表现在接种毒性丁香假单胞菌P.syringae pv. TomatoDC3000(Pst DC3000)后,CRK45过表达植株叶片萎黄程度和细菌生长量均较野生型低,病程相关基因(Pathogenesis-related genes, PR genes)表达较野生型增强,而crk45突变体的表型与之相反;在组成型抗病缺陷型突变体npr1和转基因植物NahG中,CRK45的表达较野生型明显降低,而在组成型抗病增强的突变体crp5中,CRK45的表达却升高;在抗病缺陷突变体wrky70中,CRK45的表达也被抑制。 这些结果表明,CRK45通过调节ABA的生物合成而调控着拟南芥对非生物胁迫如干旱、高盐以及ABA的响应;同时,CRK45也参与了拟南芥对生物胁迫的应答,在依赖水杨酸的抗病信号途径中,CRK45位于NPR1的下游,在转录水平上受到转录因子NPR1和WRKY70的调控。


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