水稻非親和互作中NO產(chǎn)生及其對過敏反應調控.pdf

1、一氧化氮(NitricOxide，簡稱NO)是一類脂溶性的可擴散小分子物質，可以作為細胞間或胞內信號分子。最初NO在人體和動物神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)的作用引起了人們的關注，尤其在動物系統(tǒng)中NO的研究較為成熟。近年來研究發(fā)現(xiàn)，植物也具有一套與動物類似的NO產(chǎn)生系統(tǒng)，NO參與調節(jié)了植物的多種生理過程，尤其是NO在植物抗病過程中發(fā)揮了重要作用。然而，NO及其信號途徑在水稻-病原細菌分子互作中的作用及其機理尚不清楚。 水稻品種

2、日本晴(Oryzaesativacv.Nipponbare)和水稻白葉枯病菌(Xanthomonasoryzaepv.oryzae簡稱Xoo)基因組序列的公布發(fā)表，使其互作體系作為病原物-植物分子互作的研究模式系統(tǒng)之一。本研究分別用親和的病原細菌-水稻白葉枯病菌和不親和的非寄主病原細菌-辣椒細菌性斑點病菌(Xanthomonascampestrispv.vesicatoria簡稱Xcv)與水稻品種日本晴懸浮培養(yǎng)細胞互作體系為研究對象，研

3、究內容包括：1.NO的產(chǎn)生，2.水稻一氧化氮合成酶(NOS)的活性，3.NO在過敏性反應(HR)中的作用。 研究結果表明，1.在Xcv與水稻細胞非親和互作中，可產(chǎn)生濃度高于522μM的NO；而在Xoo與水稻細胞親和性互作過程中，未能檢測到NO。2.在非親和性互作過程中，誘導型NO合成酶(iNOS)和硝酸還原酶(NR)共同參與催化了NO的產(chǎn)生。iNOS活性與互作時間成正比，酶活性最高值為2.13pmol/min/mg。50mM動物

4、NOS競爭性抑制劑L-NNA可以明顯抑制其活性；在親和性互作中，iNOS酶活性在互作初期略有上升，但29h后明顯被抑制。3.在非親和性互作中，水稻細胞出現(xiàn)染色質凝聚、邊緣化等凋亡現(xiàn)象，但DNA不降解成大片段或“DNALadder”；防衛(wèi)基因苯丙氨酸解氨酶基因(pal)、過氧化物酶基因(pox)和谷胱苷肽轉硫酶基因(gst)均受到誘導表達；NO清除劑PTIO處理非親和性互作體系后，未發(fā)現(xiàn)水稻細胞凋亡，防衛(wèi)基因表達受到抑制；而在親和性互作中

5、，細胞出現(xiàn)類似壞死的特征，水稻防衛(wèi)基因表達受到抑制。 本研究比較了在與不同病原細菌互作過程中水稻在基因、生化以及細胞水平上的不同表現(xiàn)，明確了水稻懸浮細胞凋亡的特征。首次利用oxyhemoglobinassay在單子葉模式植物水稻中測定了iNOS酶活性，初步明確了在Xcv與水稻細胞非親和性互作中NO產(chǎn)生來源及其對過敏性反應的調控作用。本試驗結果為深入研究NO在植物中的信號傳導作用奠定了基礎，并且為分子設計和研發(fā)新型藥物(抗菌素、農(nóng)