大豆疫霉與寄主親和互作過(guò)程中抗氧化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄分析與功能驗(yàn)證.pdf

1、活性氧進(jìn)發(fā)及其導(dǎo)致的氧化還原平衡變化，在植物與病原物互作過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用：對(duì)寄主植物而言，氧進(jìn)發(fā)是重要的防御機(jī)制之一；對(duì)病原物而言，抵制并克服互作過(guò)程中的氧進(jìn)發(fā)，對(duì)其成功侵染至關(guān)重要。然而，相較于寄主植物，對(duì)植物病原菌抗氧化機(jī)制的研究還很缺乏，因此，針對(duì)植物病原菌、尤其是針對(duì)致病分子機(jī)理還不夠清楚的大豆疫霉(Phytophthora sojae)，進(jìn)行親和互作過(guò)程中抗氧化機(jī)制的研究，對(duì)了解大豆疫霉的致病過(guò)程具有重要意義。

2、 H<,2>0<,2>的組織原位檢測(cè)及定量檢測(cè)表明，在大豆疫霉與大豆的親和及非親和互作過(guò)程中、病原菌菌絲和游動(dòng)孢子侵染都能引起寄主葉片的活性氧迸發(fā)。根據(jù)親和互作過(guò)程中大豆葉片活性氧迸發(fā)的含量變化規(guī)律，建立了外源氧化壓力脅迫大豆疫霉的體外系統(tǒng)。采用生物信息學(xué)方法，從大豆疫霉的三個(gè)親和互作相關(guān)文庫(kù)和氧脅迫數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選了在兩類(lèi)處理過(guò)程中都差異表達(dá)的基因，對(duì)這些候選基因在體外氧化脅迫系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)錄水平變化進(jìn)行了RT-PCR分析，結(jié)果

3、表明，部分候選基因確實(shí)受到外源氧化壓力的誘導(dǎo)表達(dá)，提示這些基因在大豆疫霉應(yīng)對(duì)氧化壓力的過(guò)程中可能發(fā)揮積極作用，為進(jìn)一步研究大豆疫霉侵染過(guò)程中的抗氧化機(jī)制提供了重要的候選基因。 甘油醛-3-磷酸脫氫酶(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase，GAPDH)是具核生物細(xì)胞中一類(lèi)功能豐富的蛋白。在研究大豆疫霉侵染機(jī)制的過(guò)程中，通過(guò)抑制性差減雜交的方法篩選到一個(gè)在侵染早期提高表達(dá)的

4、、編碼GAPDH的cDNA片段，克隆了該基因的全長(zhǎng)序列，命名為PsGAPDH。Southern雜交結(jié)果顯示，該基因在大豆疫霉基因組中含有3個(gè)拷貝。蛋白序列分析表明，PsGAPDH編碼的氨基酸序列具有GAPDH的保守結(jié)構(gòu)域，在系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)中與兩性綿霉(Achlya bisexualis)的GapC1同源性最高、與中華盒形藻(Odontella sinensis)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的GapC2同

5、源性較高，三者聚類(lèi)分布于GapC亞族的C-Ⅱ分支。RT-PCR分析表明，該基因在大豆疫霉侵染早期轉(zhuǎn)錄水平提高。該基因可以恢復(fù)酵母突變體Atdh1對(duì)H<,2>0<,2>的耐受性。上述結(jié)果提示，大豆疫霉的甘油醛-3-磷酸脫氫酶具有與酵母tdh1相似的抗氧化作用，且與大豆疫霉對(duì)寄主植物的侵染過(guò)程相關(guān)。 Bax inhibitor 1是一類(lèi)可以抑制由哺乳動(dòng)物Bax基因引起的細(xì)胞凋亡的基因，近來(lái)已在多種哺乳動(dòng)物和植物中克隆到該基因

6、的同源序列，其結(jié)構(gòu)和功能也逐漸得到闡明。通過(guò)生物信息學(xué)方法，從大豆疫霉全基因組文庫(kù)中鑒定出一個(gè)可能編碼Bax inhibitor 1的cDNA片段，對(duì)其全長(zhǎng)序列進(jìn)行了克隆，命名為PsBI-1。與哺乳動(dòng)物及植物的BI-1進(jìn)行蛋白序列比對(duì)的結(jié)果顯示，大豆疫霉的PsBI-1具有該類(lèi)蛋白的保守功能域并含有7個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域。Southern雜交結(jié)果表明，該基因在大豆疫霉基因組中為單拷貝。RT-PCR分析表明，該基因在氧化壓力下及親和互作早期表達(dá)水平