水稻W(wǎng)RKY42轉(zhuǎn)錄因子在Xa21介導(dǎo)的抗病途徑中的功能研究.pdf

1、背景:水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的糧食作物之一，也是基礎(chǔ)研究的模式生物。白葉枯病是對水稻危害最嚴(yán)重的細(xì)菌性病害，Xa21是最早克隆的水稻白葉枯病抗性基因，該基因編碼類受體蛋白激酶，廣泛應(yīng)用于水稻抗病育種。WRKY轉(zhuǎn)錄因子在植物對生物及非生物逆境脅迫、生長發(fā)育、物質(zhì)代謝和氧化衰老調(diào)控等過程中發(fā)揮作用，對WRKY轉(zhuǎn)錄因子在Xa21介導(dǎo)的水稻抗白葉枯病機(jī)理的功能研究具有重要意義。
　　研究目的:制備水稻W(wǎng)RKY

2、42蛋白質(zhì)的特異抗體，了解其在水稻生長發(fā)育及接種白葉枯病菌后不同時(shí)期的表達(dá)模式;體外表達(dá)WRKY42蛋白質(zhì)，分析WRKY42與病程相關(guān)基因PR1a和PR1b啟動子區(qū)順式元件W-box的結(jié)合情況;鑒定WRKY42在水稻抗白葉枯病信號傳導(dǎo)途徑中的功能，并對其它WRKY轉(zhuǎn)錄因子的作用模式進(jìn)行匯總。
　　材料與方法:預(yù)測水稻W(wǎng)RKY42基因的抗原決定簇，多肽合成后免疫兔子，制備WRKY42蛋白質(zhì)特異的多克隆抗體，采用Western blo

3、tting(WB)技術(shù)檢測WRKY42蛋白質(zhì)在水稻生長發(fā)育及在Xa21介導(dǎo)的水稻抗白葉枯病過程中的表達(dá)。采用微量熱泳動(Microscale thermophoresis，MST)技術(shù)分析WRKY42與病程相關(guān)基因PR1a和PR1b啟動子區(qū)順式元件W-box的互作。引入WRKY42基因的RNA-Seq FPKM數(shù)據(jù)及MPSS數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄分析。
　　結(jié)果:轉(zhuǎn)錄分析發(fā)現(xiàn)，在水稻正常生長過程中，WRKY42在葉片、花序和授粉后種子中都有

4、轉(zhuǎn)錄，其中在授粉后不同天數(shù)的種子中的轉(zhuǎn)錄呈現(xiàn)下降趨勢。WRKY42受干旱和鹽脅迫的誘導(dǎo)，但冷脅迫處理對WRKY42的轉(zhuǎn)錄沒有影響。WRKY42在水稻被條紋病毒和稻瘟病菌侵染后轉(zhuǎn)錄上調(diào);WB結(jié)果顯示W(wǎng)RKY42蛋白質(zhì)在水稻苗期的表達(dá)量相對較低，隨著水稻生長其表達(dá)量逐漸增高，在分蘗期之后的信號條帶分子量略大，可能是此時(shí)的WRKY42蛋白質(zhì)發(fā)生了修飾;接種白葉枯病菌后3天WRKY42蛋白質(zhì)信號開始明顯增強(qiáng)，信號的增強(qiáng)有接種時(shí)間的依賴性，并且出

5、現(xiàn)一條分子量在略大于50kDa的條帶;比較其在抗、感和Mock反應(yīng)中的表達(dá)發(fā)現(xiàn)WRKY42蛋白質(zhì)在抗病、感病反應(yīng)中的表達(dá)情況相似，均在接種后期出現(xiàn)高分子量條帶，但在Mock中未檢測到該條帶;MST結(jié)果顯示W(wǎng)RKY42與病程相關(guān)基因PR1a和PR1b啟動子區(qū)順式元件W-box結(jié)合其解離常數(shù)分別為73.3μM和58.3μM。
　　結(jié)論:WRKY42在水稻葉片的正常生長發(fā)育及水稻抗白葉枯病過程中起調(diào)控作用。對WRKY42轉(zhuǎn)錄因子的研究將