水稻幾丁質(zhì)酶基因的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)特征研究.pdf

1、背景:幾丁質(zhì)是由N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine，NAG)以β-1，4糖苷鍵連接聚合而成。研究發(fā)現(xiàn)幾丁質(zhì)，尤其是寡聚幾丁質(zhì)可以先作為信號(hào)來激發(fā)植物的防衛(wèi)反應(yīng)，即病原物相關(guān)分子模式(microbe/pathogen associated molecular pattem，MAMP)。幾丁質(zhì)酶(Chitinase，CHIT)可將幾丁質(zhì)分解為寡聚幾丁質(zhì)或NAG，其在植物生理、生化過程、抗逆、防御反應(yīng)中都扮演了重要的角色。

2、水稻是人類主要的糧食作物之一，白葉枯病是水稻最為嚴(yán)重的細(xì)菌性病害之一，因此了解幾丁質(zhì)酶在水稻不同樣本中的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)特征具有一定的基礎(chǔ)意義。已有研究表明，調(diào)控一些水稻幾丁質(zhì)酶的表達(dá)變化會(huì)引起水稻對(duì)病原菌防御反應(yīng)的變化。這暗示了水稻幾丁質(zhì)酶在水稻病原物互作中的重要作用。
　　研究目的:制備水稻幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)抗體，整合水稻幾丁質(zhì)酶基因在水稻生長發(fā)育過程和與Xoo互作過程中的轉(zhuǎn)錄信息，并檢測了兩個(gè)過程中的幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)表達(dá)模式，為深入了解

3、水稻幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)基因功能提供基礎(chǔ)。
　　材料與方法:水稻品種93-11，4021，白葉枯病菌PXO99野生型，對(duì)白葉枯病菌突變株P(guān)XO99△raxST，菌液剪切葉片進(jìn)行接種，以滅菌蒸餾水作為對(duì)照。接種后各時(shí)間點(diǎn)采集接種部位葉片提取蛋白之后作為樣品進(jìn)行免疫印跡(Western Blotting，WB)檢測。多克隆抗體的制備由北京華大蛋白質(zhì)研發(fā)中心有限公司完成。用ImageJ軟件掃描x光片上的條帶信號(hào)，進(jìn)行分析。根據(jù)幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)的

4、Locus號(hào)，獲得幾丁質(zhì)酶基因編碼的蛋白質(zhì)序列，多序列比對(duì)使用ClustalW，系統(tǒng)樹分析使用Mega4.0，結(jié)構(gòu)域分析使用SMART軟件進(jìn)行。從水稻基因組注釋項(xiàng)目(Rice genome annotationproject)數(shù)據(jù)庫下載RNA-Seq產(chǎn)生的FPKM(Reads per kilobase of exon model permillion mapped reads)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。
　　結(jié)果:利用WB檢測10個(gè)Chit

5、基因編碼蛋白質(zhì)的葉片表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)CHIT5的表達(dá)量在水稻葉片生長過程中下調(diào)，而CHIT6、CHIT14、CHITC1和CHITC2的表達(dá)量上調(diào)。在水稻與白葉枯病菌(Xoo)的不親和反應(yīng)中，CHIT1、CHIT2、CHIT5、CHIT6、CHIT10、CHIT15和CHIT16的表達(dá)量上調(diào)，CHIT14、CHITC1和CHITC2的表達(dá)表現(xiàn)下調(diào)。進(jìn)一步比較幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)在水稻-Xoo不同互作反應(yīng)中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)其在親和及不親和反應(yīng)中的表達(dá)模

6、式類似，但一般在親和反應(yīng)中強(qiáng)度變化較大。此外，CHIT6蛋白質(zhì)在對(duì)照反應(yīng)中的表達(dá)量發(fā)生上調(diào)。
　　結(jié)論:檢測水稻幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)表達(dá)，僅發(fā)現(xiàn)有5個(gè)幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)在正常葉片中有表達(dá)，而在水稻與Xoo不親和反應(yīng)中，有10個(gè)幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)的表達(dá)發(fā)生了變化，其中CHIT1、CHIT2、CHIT5、CHIT10、CHIT15和CHIT16的表達(dá)都是受誘導(dǎo)后發(fā)生的，多個(gè)幾丁質(zhì)酶的表達(dá)受白葉枯病菌接種的誘導(dǎo)，提示它們在抗病反應(yīng)中可能發(fā)揮作用。有3