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《南京农业大学》 2009年
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三种激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭的分子机制研究

张华建  
【摘要】: 植物病原菌产生的激发子和病程相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMP)是一类重要的信号分子,模仿非亲和互作中植物与病原菌的信号交流,启动不同的级联信号途径,诱发植物的抗病性,导致过敏反应(hypersensitive response,HR)和气孔关闭。本研究采用病毒诱导基因沉默(virus inducing gene silencing, VIGS)技术研究了本氏烟(Nicotiana benthamiana)NADPH氧化酶(respiratory burst oxidase homologues, RBOH)、液泡加工酶(vacuolar processing enzyme, VPE)、异三聚体G蛋白(简称G蛋白)及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)在不同来源的激发子(harpin、Nep1和boehmerin)诱发的过敏反应和气孔关闭中的功能,这些激发子分别是细菌(Xanthomonas oryzae)、真菌(Magnaporthe oryzae)和卵菌(Phytophthora boehmeriae)的PAMPs.试验证明(?)BOH、VPE和G蛋白参与3种激发子诱导的气孔关闭,MAPKKKa-MEK2-WIPK介导激发子Nep1诱发的HR,而Gα、Gβ2和VPEla参与harpin诱导的HR,表明不同激发子诱发的信号传导途径具有一定保守性,同时不同的激发子诱导的信号传导也存在特异性。 RBOH是最重要的活性氧(active oxygen species, AOS)来源之一。NbrbohA、NbrbohB单基因沉默,以及NrbohA和NbrbohB双基因沉默显著抑制了boehmerin、INF1和harpin等3种激发子诱发的叶片中H2O2积累,但不影响激发子诱导的HR,且基因沉默对激发子诱发的PR基因的转录没有影响;而这些基因沉默却抑制激发子诱导的气孔关闭,且保卫细胞内NO积累显著减少,但不影响保卫细胞内Ca2+浓度和AOS积累。说明RBOH参与激发子诱导的气孔关闭,但不参与激发子诱导的过敏反应和PR基因的转录;植物体内其它酶催化产生的AOS及AOS/NO平衡可能参与激发子诱发的过敏性细胞死亡。 VPE是植物液泡的半胱氨酸蛋白酶,具有类似动物caspases-1-like酶活性。本试验发现NbVPE1a和NbVPE1b单基因沉默,及NbVPE1a/1b双基因沉默不影响harpin、boehmerin和Nep1激发子诱发的H2O2积累,NbVPE1a和NbVPE1a/1b沉默却抑制了harpi(?)诱发的HR;而boehmerin和Nep1均可诱发这3种VPE沉默的植株产生正常的HR,表明harpir诱发的HR依赖于VPE,但是VPE不参与boehmerin和Nep1诱发的HR。单基因和双基因沉默均抑制3种激发子诱发的气孔关闭,且抑制了保卫细胞内NO的积累;3种激发子诱导处理后,单基因沉默植株叶片中保卫细胞内活性氧的积累与对照一致,但是双基因沉默植株中保卫细胞内AOS的量显著高于对照和单基因沉默植株中保卫细胞内AOS的量,表明双基因共同作用负调控保卫细胞内AOS的积累。进一步转录分析显示VPE调节了活性氧相关的基因(NbrbohB)和转录因子(WRKY2)的转录。而已证明气孔在植物免疫中具有重要功能,提示VPE参与PAMP触发的抗性(PAMP-triggered immunity,PTI). G蛋白连接着细胞表面的受体和下游的效应因子,在植物多种信号途径中具有重要的作用。本研究克隆了N.benthamiana G蛋白Gα、Gβ1和Gβ2等基因及腺苷酸环化酶基因(adenylyl cyclase,AC),Gα和Gβ2沉默抑制细菌蛋白激发子harpin诱导的过敏反应;Gα、Gβ2、AC削弱了3种激发子诱发的H2O2积累。Gα、Gβ1、Gβ2沉默抑制激发子诱发的气孔关闭,且保卫细胞中NO的积累减少。但是AC因沉默对3种激发子诱发过敏反应和气孔关闭及保卫细胞内NO的积累均没有影响。结果表明G蛋白的Gα、Gβ亚基在不同激发子激发过敏反应和气孔关闭及NO和H2O2积累中作用存在差异。 MAPK信号级联途径包含三个保守的激酶,MAPK kinase kinase(MAPKKK或MEKK)磷酸化MAPK kinase(MAPKK或MEK)又磷酸化MAPK,调节荷尔蒙和其它环境刺激或外源信号。MAPKKKα.MEK2和WIPK沉默烟草抑制了Nep1诱导的HR;MEK1、SIPK和NTF6沉默的本氏烟不影响harpin、Nep1和boehmerin诱导的HR.Nep1处理的基因沉默植株内,转录因子(WRKY2)和防卫基因(PR2b)的表达受抑制。WRKY2沉默后也抑制了Nep1诱导的HR,但不影响boehmerin和harpin诱导的HR。另外,MEK2-NTF6调节激发子诱导的H2O2积累;MEK2-WIPK调节Nep1诱导的NO积累,SIPK沉默削弱了激发子诱导的保卫细胞内NO积累。基因沉默烟草不影响激发子诱导的保卫细胞内Ca2+浓度和AOS积累。结果表明,MAPKKKα、MEK1、MEK2、WIPK、SIPK、NTF6和WRKY2参与调节激发子信号。综上,RBOH.VPE.G蛋白及MAPK调节激发子诱发的信号传递,揭示了不同激发子信号的保守性及复杂性。
【学位授予单位】:南京农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S432.1

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【引证文献】
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1 韩长志;大豆疫霉效应分子的功能研究[D];南京农业大学;2010年
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1 王美芳;转录因子WRKY1和WRKY2在激发子诱导的过敏反应和气孔关闭中的功能研究[D];南京农业大学;2011年
【参考文献】
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1 ;Phytophthora elicitor PB90 induced apoptosis in suspension cultures of tobacco[J];Chinese Science Bulletin;2005年05期
2 张正光;王源超;蔡炳江;郑小波;;H_2O_2、NO和Ca~(2+)参与疫病菌激发子PB90诱导烟草气孔的关闭[J];植物病理学报;2007年01期
3 纪春艳;李云锋;王振中;;稻瘟菌糖蛋白激发子(CSBI)的纯化及其鉴定[J];植物生理与分子生物学学报;2006年05期
【共引文献】
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1 叶亚新;金进;陈佳佳;周荣;;镧对低温胁迫萝卜幼苗保护酶系统的影响[J];安徽农业科学;2008年09期
2 王利红;尹西翔;段桂兰;孙国新;徐清忠;李赛钰;;生物体砷代谢解毒机制的研究进展[J];安徽农业科学;2009年17期
3 顾华杰;叶亚新;金琎;陈佳佳;王保英;;La~(3+)对低温胁迫冬小麦幼苗抗氧化酶活性的影响[J];安徽农业科学;2009年21期
4 张虹;;植物细胞程序性死亡研究进展[J];安徽农业科学;2009年35期
5 任秀艳;;Harpins蛋白在黄瓜上的研究进展[J];安徽农业科学;2010年22期
6 胡国霞;马莲菊;陈强;赵贵林;褚妍;任菲;李雪梅;;植物抗氧化系统对水分胁迫及复水响应研究进展[J];安徽农业科学;2011年03期
7 王墨洋;韩宝达;赵翔;李立新;;液泡加工酶VPE如何调控液泡功能[J];安徽农业科学;2011年36期
8 赵锐;郭平毅;原向阳;郭秀;王伟;陈宏斌;;烯效唑对罂粟抗氧化酶活性及可溶性糖含量的影响研究[J];现代农业科技;2010年16期
9 张彦桃;;RNAi及其在植物研究中的应用[J];北方园艺;2006年05期
10 段金秀;郭丽;李钢;徐柱文;伏显华;曹致中;;钙依赖蛋白激酶基因表达载体的构建及其对拟南芥的遗传转化[J];草业科学;2007年03期
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1 刘俊祥;徐旭;孙振元;钱永强;苏群达;;二月蓝(Orychophragmus violaceus)对镉、铅胁迫的响应[A];中国观赏园艺研究进展2011[C];2011年
2 陈学平;马飞;郭家明;;生物信息学在烟草改良中应用前景初探[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
3 程华;李琳玲;常杰;许锋;王燕;程水源;;植物抗氧化酶的研究进展[A];2008园艺学进展(第八辑)——中国园艺学会第八届青年学术讨论会暨现代园艺论坛论文集[C];2008年
4 李萃;袁诚;韩成贵;于嘉林;Andrew Jackson;李大伟;;大麦条纹花叶病毒(BSMV)诱导的基因沉默载体的改造[A];中国植物病理学会2008年学术年会论文集[C];2008年
5 文李;刘盖;李绍清;万翠香;陶钧;许凯扬;张再君;朱英国;;水稻红莲型细胞质雄性不育系、保持系和杂交系花药蛋白质组学分析(英文)[A];2007中国科协年会专题论坛“红莲型杂交水稻学术专题研讨会”论文汇编[C];2007年
6 ;Overexpression of an Arabidopsis Thaliana RGSl Confers ABA Hypersensitivity and Drought Tolerance[A];长三角现代植物生物学与农业专题论坛论文集[C];2005年
7 程桂平;杨恩;陆旺金;屈红霞;蒋跃明;段学武;;NO对果实成熟衰老的调控作用及对铁硫蛋白调节的研究[A];中国植物生理学会第十次会员代表大会暨全国学术年会论文摘要汇编[C];2009年
8 熊园园;邢达;;液泡加工酶参与调控高温诱导的植物细胞死亡[A];第七届全国光生物学学术会议论文摘要集[C];2010年
9 徐茂军;董菊芳;苏虎;王秀莲;张进杰;叶小颍;;外界因子影响药用植物细胞药效物质合成积累的分子机制研究进展[A];药用植物化学与中药有效成分分析研讨会论文集(上)[C];2008年
10 帅凌飞;秦双双;胡国强;袁媛;黄璐琦;陈平;;活性氧代谢对黄芩有效成分积累机制的影响[A];中华中医药学会第十届中药鉴定学术会议暨WHO中药材鉴定方法和技术研讨会论文集[C];2010年
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1 崔金霞;一氧化氮和MAPK在油菜素内酯诱导黄瓜抗氧化防御中的作用[D];浙江大学;2010年
2 陈小攀;大麻素受体与G蛋白相偶联的分子机制及其信号转导途径研究[D];浙江大学;2010年
3 曾兴权;小麦抗条锈病种质的鉴定及其抗性相关基因的差异表达和克隆[D];西北农林科技大学;2010年
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5 孔祥培;玉米促分裂原活化蛋白激酶C族MAPKK基因ZmMKK4的分离及功能分析[D];山东农业大学;2011年
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1 艾青;水稻耐高温遗传基础研究及基因表达谱分析[D];华中农业大学;2009年
2 王悦琳;过表达玉米ZmMPK7转基因烟草耐盐性研究[D];山东农业大学;2010年
3 刘媛媛;番茄农杆菌介导基因转化技术体系的优化与番茄LeJA2基因的功能研究[D];山东农业大学;2009年
4 史兴征;平邑甜茶GLB1基因的克隆、表达及其功能的研究[D];山东农业大学;2010年
5 宋长芹;黄瓜GST基因对拟南芥的转化及转基因植株抗高温能力的增强[D];辽宁师范大学;2010年
6 季彦林;马铃薯块茎糖苷生物碱积累的光诱导效应研究[D];甘肃农业大学;2010年
7 耿帅锋;小麦中成对钙依赖性蛋白激酶的保守性和亚功能化研究[D];河南工业大学;2010年
8 郑建华;激活蛋白PeaT1在烟草细胞膜上的结合位点及其特性[D];新疆农业大学;2010年
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10 李斌;长沙市四种行道树抗铅胁迫能力的研究[D];中南林业科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 陈孝仁;王源超;张正光;郑小波;;大豆疫霉菌原生质体制备及再生菌株的生物学性状[J];南京农业大学学报;2005年04期
2 王庆华,尹小燕,张举仁;植物的基因对基因抗病性学说[J];生命的化学;2003年01期
3 徐静静;王晓鸣;段灿星;武小菲;朱振东;;大豆疫霉基因组SSR标记开发[J];中国农业科学;2009年09期
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1 王晓莉;大豆疫霉转录组研究及GPR功能分析[D];南京农业大学;2009年
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1 韩燕;佘小平;;NO,H_2O_2介导根系渗透胁迫和脱落酸诱导的气孔关闭[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2007年04期
2 赵世领;孙立荣;张换;陆宝石;马丽娅;郝福顺;;外源NO诱导的拟南芥保卫细胞胞质pH升高先于气孔关闭[J];自然科学进展;2009年10期
3 李瑞秋;高小彦;吴敦肃;;淹水对玉米苗某些生理和形态的影响[J];Journal of Integrative Plant Biology;1991年06期
4 刘新,石武良,张蜀秋,娄成后;一氧化氮参与茉莉酸诱导蚕豆气孔关闭的信号转导[J];科学通报;2005年05期
5 薛绍武;杨频;何奕昆;;一氧化氮对拟南芥保卫细胞内向钾通道的作用[J];科学通报;2008年08期
6 夏洪燕,郭顺星;蜜环菌激发子诱导猪苓细胞产生活性氧及其相关酶的变化[J];微生物学通报;2001年03期
7 王建设,萨其拉,王义琴,孙勇如;激发子诱导植物基因表达研究进展[J];高技术通讯;2002年11期
8 宁文,徐红,曹日强;米曲霉激发子剌激滇紫草细胞活性氧的产生及与紫草色素形成的关系[J];南京大学学报(自然科学版);1997年02期
9 夏洪燕,郭顺星;猪苓菌丝细胞活性氧的产生及其种类[J];菌物系统;2000年04期
10 姜怀春,李宏;RNAi的研究进展[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2004年06期
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1 谢岷;俞燕;朱珊;贺钰磊;许望琼;曹励之;;HMGB1基因沉默对阿霉素诱导K562/A02细胞凋亡增敏作用的研究[A];中华医学会第五次全国儿科中青年学术交流大会论文汇编(上册)[C];2008年
2 高燕;张厚德;杜冀晖;;RNA介导survivin基因沉默对胰腺癌细胞株凋亡及增殖的影响[A];中华医学会第七次全国消化病学术会议论文汇编(上册)[C];2007年
3 陈岐辉;卢绩;姜凤鸣;王春喜;;HIWI基因沉默对膀胱癌细胞抑制的研究[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
4 辛佳璇;刘斌;徐春晓;刘贤锡;;S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因沉默抑制乳腺癌MCF-7细胞生长的研究[A];山东生物化学与分子生物学会2009年学术会议论文汇编[C];2009年
5 季爱民;苏丹;车鸥;李文适;孙靓;张忠义;杨彬;;壳聚糖/siRNA纳米粒介导的功能性基因沉默研究(英文)[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年
6 李蔚;吴素兰;林焜煌;周天鸿;曾志锋;;EGS564基因沉默HCMV UL49表达及其抗病毒活性的研究[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年
7 霍艳英;王莹;张开泰;王莉;项晓琼;胡迎春;徐勤枝;李刚;米粲;吴德昌;;Smad7基因沉默对细胞增殖的影响[A];中国药理学会毒理专业委员会第十次学术会议论文摘要汇编[C];2004年
8 袁诚;李萃;马金;韩成贵;于嘉林;Andrew Jackson;李大伟;;大麦条纹花叶病毒诱导的基因沉默载体系统的改造及其应用[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年
9 曹雪松;肖奇;周鹏;张晓明;魏春红;李毅;;水稻矮缩病毒编码的基因沉默抑制因子及其作用机制的研究[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文摘要集[C];2005年
10 曹雪松;肖奇;周鹏;张晓明;魏春红;李毅;;水稻矮缩病毒编码的基因沉默抑制因子及其作用机制的研究[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文集[C];2005年
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1 肖嵘 苏玉文 湛意;将基因沉默理论用于硬皮病[N];健康报;2007年
2 余志平;siRNA治疗研究异彩纷呈(上)[N];中国医药报;2007年
3 实习生 吴丽华;周雪平:8亿农民让我留在国内[N];科技日报;2006年
4 本版编辑 颜亮 楚君 任海军;“沉默”是金[N];医药经济报;2006年
5 记者 高博;胚胎干细胞分化方式被确定[N];科技日报;2008年
6 甘香;花生节水高产栽培[N];湖北科技报;2005年
7 聂翠蓉编译;RNAi:生物技术的蓝月亮[N];科技日报;2003年
8 肖兵;攻关锁定害虫抗药性、作物抗病性[N];农资导报;2007年
9 谷文;百奥迈科与Benitec开发新型小核酸干扰抗乙肝药物[N];中国医药报;2009年
10 记者 何瑞兰 张彦莉;伊宁县对村干部实行星级管理[N];新疆日报(汉);2007年
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1 张华建;三种激发子诱导的过敏性细胞死亡和气孔关闭的分子机制研究[D];南京农业大学;2009年
2 李洪海;应用RNAi技术对肝癌癌基因p28~(GANK)生物学功能的研究[D];第二军医大学;2004年
3 吕典秋;马铃薯纺锤块茎类病毒遗传多样性及其诱导的基因沉默[D];东北农业大学;2009年
4 牛胜鸟;病毒基因介导的抗性机制及抗病毒转基因西瓜的研究[D];中国农业大学;2004年
5 陶小荣;中国番茄黄化曲叶病毒(TYLCCNV)致病分子机理及其卫星DNA诱导的基因沉默研究[D];浙江大学;2004年
6 徐凯成;利用RNA干扰抑制人肝癌细胞N-ras表达的研究[D];吉林大学;2006年
7 吕东;ATHK1参与ABA诱导气孔关闭的信号转导过程[D];河南大学;2012年
8 张新民;原沉默子及染色质重构蛋白对基因沉默和异染色质结构的作用[D];吉林大学;2011年
9 胡向阳;激发子诱导植物防卫反应过程中的信号分子[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
10 王成勤;Kif2a基因沉默抑制舌鳞状细胞癌生长转移的研究[D];山东大学;2011年
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1 朱侠;铜胺氧化酶催化产生的过氧化氢参与乙烯诱导蚕豆气孔关闭[D];陕西师范大学;2011年
2 袁飞娟;GSNOR1调控的气孔信号转导研究[D];河南大学;2011年
3 肖云;磷脂酶Dα1和Ca~(2+)在拟南芥气孔关闭中的相互关系研究[D];南京农业大学;2010年
4 王卫;三种激发子诱导的过敏性细胞死亡调控基因的克隆及其功能分析[D];南京农业大学;2010年
5 任玥;Claudin-6基因沉默对乳腺上皮细胞HBL-100增殖和迁移的影响[D];吉林大学;2009年
6 徐孙兵;HIF-1α和Survivin双基因共沉默miRNA表达载体的构建及其对胰腺癌细胞增殖和凋亡的影响[D];浙江大学;2010年
7 方金满;靶向livin基因沉默对胰腺癌PANC1细胞增殖凋亡影响的实验研究[D];苏州大学;2010年
8 马文英;SOS1 RNAi对盐芥耐盐性的影响[D];山东师范大学;2006年
9 史一博;沉默禽流感病毒NS1基因的pRNA-siRNA纳米嵌合体的构建[D];上海交通大学;2008年
10 孙兰芳;盐芥氧化还原相关基因DHAR和Fe-SOD的功能研究[D];山东师范大学;2009年
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