水稻幾丁質(zhì)酶基因的轉(zhuǎn)錄與表達特征研究.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重的細菌性病害之一，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)酶的表達變化會引起水稻對病原菌防御反應(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，并檢測了兩個過程中的幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)表達模式，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，對白葉枯病菌突變株P(guān)XO99△raxST，菌液剪切葉片進行接種，以滅菌蒸餾水作為對照。接種后各時間點采集接種部位葉片提取蛋白之后作為樣品進行免疫印跡(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，進行分析。根據(jù)幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)的

4、Locus號，獲得幾丁質(zhì)酶基因編碼的蛋白質(zhì)序列，多序列比對使用ClustalW，系統(tǒng)樹分析使用Mega4.0，結(jié)構(gòu)域分析使用SMART軟件進行。從水稻基因組注釋項目(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)，進行分析。
　　結(jié)果:利用WB檢測10個Chit

5、基因編碼蛋白質(zhì)的葉片表達譜，發(fā)現(xiàn)CHIT5的表達量在水稻葉片生長過程中下調(diào)，而CHIT6、CHIT14、CHITC1和CHITC2的表達量上調(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的表達量上調(diào)，CHIT14、CHITC1和CHITC2的表達表現(xiàn)下調(diào)。進一步比較幾丁質(zhì)酶蛋白質(zhì)在水稻-Xoo不同互作反應(yīng)中的表達，發(fā)現(xiàn)其在親和及不親和反應(yīng)中的表達模

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