水稻类病变突变体sp15的诱发机制与蛋白组学分析

【摘要】：植物类病变突变体(lesion mimic mutant)是指一类在没有逆境、损伤或病害情况下就能自发形成类似病原物侵染的坏死斑(lesion)的突变体。许多类病变突变体表现出与植物防卫过程的HR非常相似,常常伴随活性氧的积累及其它抗病相关的生理、分子应答反应。水稻类病变突变体spl5对多个稻瘟病小种和白叶枯病菌日本小种增强了抗性。通过对spl5突变体不同坏死程度叶片组织的活性氧含量及其清除酶活性测定,发现在spl5叶片坏死斑形成过程中,O2-和H2O2的含量均比对照高,在spl5中活性氧显著积累,表现出HR的早期特征“氧迸发’现象；活性氧清除酶SOD、POD、APX和CAT的酶活力也显著性变化。APX、 POD的活性会随着O2-和H2O2的含量的升高而相应的提高,但CAT的活性却有所下降,SOD活性只在spl5叶片坏死较多的部位比在野生型中的活性高。表明spl5中活性氧代谢的平衡失调可能是诱发HR原因之一。利用蛋白双向电泳技术对spl5突变体与野生型对照进行蛋白组分析,共分离得到了2000多个蛋白点,通过软件比对分析和MALDI-TOF-TOF质谱分析,鉴定了14个差异表达的蛋白,涉及pre-mRNA剪接、氨基酸代谢、光合作用、糖酵解、ROS代谢、防御相关、其他蛋白等多个功能。通过RT-PCR,我们分析了这14个基因的表达情况,结果表明转录水平与蛋白水平的变化大部分基本一致,其中抗坏血酸过氧化物酶APX7、谷胱甘肽S转移酶GSTF14、3-磷酸甘油醛脱氢酶(G3PDH)与细胞坏死有关,S-腺苷甲硫氨酸(SAMS)、几丁质酶Chia2a等蛋白可能与spl5的抗病性有关,为阐明spl5类病变坏死途径和进一步认识植物类病变的坏死机制提供一些依据。