擬南芥AtPLC5在植株對病原菌脅迫響應(yīng)中的作用.pdf

1、磷酸肌醇特異性磷脂酶C(PI-PLC)作為一種重要的酶，在真核生物多種信號傳導(dǎo)途徑中發(fā)揮重要作用。PLC是磷脂信號系統(tǒng)的重要組成成分，可特異地水解4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)產(chǎn)生兩個第二信使1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)和1，2-二酰甘油(DAG)。IP3可進(jìn)入胞質(zhì)誘導(dǎo)Ca2+的釋放，從而調(diào)控Ca2+依賴的酶類或Ca2+依賴的通道。脂類產(chǎn)物DAG仍留在膜內(nèi)，激活蛋白激酶C(PKC)，PKC通過磷酸化作用調(diào)節(jié)一系列酶、受體、骨架

2、蛋白等蛋白的活性。 動物PLC的研究早在20世紀(jì)50年代就已開始，研究者對動物PI系統(tǒng)的組成、調(diào)節(jié)及功能已有一定程度的認(rèn)識。植物PLC的研究直到20世紀(jì)80年代才開始進(jìn)行，1995年首次從植物擬南芥中克隆到AtPLClS基因。植物PI-PLC研究時間雖然較短，但已證明植物中PI-PLC是廣泛存在的酶類，并在磷脂信號系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。在植物遭受各種外界刺激如滲透脅迫、ABA、光照、重力、病原菌侵染或者授粉過程中花粉管的伸長等時

3、，能夠傳遞來自胞外的各種信號，通過一系列的信號傳遞途徑，最終調(diào)節(jié)相關(guān)酶、受體等蛋白的活性，參與細(xì)胞生長、繁殖、各種代謝等生理過程。目前對PLC信號系統(tǒng)的研究多集中于逆境響應(yīng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，植物發(fā)育過程中PI-PLC的作用了解較少。 病原菌脅迫是植物生長發(fā)育過程中可能遭受的脅迫環(huán)境之一，人們在植物與病原菌兩者之間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物抗病的分子機理等方面進(jìn)行了大量研究。已研究發(fā)現(xiàn)的抗病機制有兩種：過敏反應(yīng)(hypersensitiver

4、esponseHR)和系統(tǒng)獲得性抗性(systemicacquiredresistanceSAR)。HR是植物抗病反應(yīng)的一種典型癥狀，如在病原菌侵染部位寄主植物細(xì)胞迅速而局部性死亡形成枯斑，從而限制病原菌生長和擴散。繼HR產(chǎn)生局部抗性之后，植物常會在整體水平上產(chǎn)生非專一性抗性，從而對諸如病原菌的再侵染甚至對其它病原菌的侵染均產(chǎn)生很強的抗性，即系統(tǒng)獲得性抗性(SAR)。SAR是一種植物主動防御機制，從植物過敏反應(yīng)發(fā)生到系統(tǒng)獲得抗性的產(chǎn)生，

5、需要一系列信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。植物SAR的途徑有兩條：活性氧中間產(chǎn)物(ROI)-水楊酸(SA)信號途徑和乙烯(ET)-茉莉酮酸(JA)信號途徑。 本文通過對野生型擬南芥和轉(zhuǎn)AtPLC5反義基因突變體5-10、5-24三個lines進(jìn)行病原菌處理并以注射10mmol/LMgCl2作為對照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病原菌處理后轉(zhuǎn)AtPLC5反義基因突變體比野生型植株表型表現(xiàn)出的脅迫癥狀明顯；cfu數(shù)量統(tǒng)計結(jié)果表明轉(zhuǎn)AtPLC5反義基因的突變體其菌數(shù)增加程度

6、明顯高于野生型植株；RT-PCR和westernblotting試驗顯示擬南芥AtPLC5在植株遭受病原菌刺激后其RNA和蛋白表達(dá)量均明顯增加。 可以初步推斷，AtPLC5表達(dá)情況可能影響病原菌在植株體內(nèi)的擴散程度，植株在受到病原菌侵染后AtPLC5蛋白可能參與這種脅迫信號傳遞過程，其酶解產(chǎn)物IP3和DAG把病原菌侵染信號傳遞到胞內(nèi)，再通過一系列的信號傳遞途徑，最終激活各種抗病相關(guān)基因，引發(fā)一系列生理、生化反應(yīng)，增強擬南芥抵御病