擬南芥感應(yīng)細菌分子模式的分子機理研究.pdf

1、在自然界中，植物病原菌的感染一般通過葉表面的自然開口進入葉片內(nèi)部。但是病原菌侵染植物葉片表面的瞬時反應(yīng)以及其與微生物相關(guān)分子模式的關(guān)系，我們目前知之甚少。
　　在本研究中，我們利用水母發(fā)光蛋白監(jiān)測細胞質(zhì)鈣離子濃度動態(tài)變化這一技術(shù)，監(jiān)測了丁香假單胞菌番茄致病變種(Pst DC3000)侵染離體擬南芥葉片表面后[Ca2+]cyt的動態(tài)變化。處理后葉片出現(xiàn)了顯著的[Ca2+]cyt瞬時升高，且峰值與病原菌濃度呈正相關(guān)。研究表明，上升的[

2、Ca2+]cyt主要來源于cAMP所介導(dǎo)的Ca2+途徑，而不是對Gd3+敏感的Ca2+流入通道，這有別于單獨的MAMP的誘導(dǎo)途徑（如脂多糖、鞭毛蛋白和延長因子Tu）。此外，缺失鞭毛蛋白、Ⅲ型分泌系統(tǒng)和植物冠毒素的Pst DC3000突變體顯著減弱了它們在葉外質(zhì)體的增殖能力，但引起的細胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度變化沒有差別。結(jié)果表明，擬南芥葉片中的[Ca2+]cyt對于葉片表面接種病原菌具有過敏反應(yīng)，但與病原菌的發(fā)病能力無關(guān)。
　　細菌表面

3、存在的病原相關(guān)分子模式(Pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)能夠被宿主細胞質(zhì)膜上的模式識別受體（Pattern-recognition receptors，PRRs）識別，并激發(fā)下游的基礎(chǔ)防御反應(yīng)。在動物細胞中，這種復(fù)合體具有感知LPS的功能。前人研究表明，動物和植物細胞在由PAMPs誘導(dǎo)的先天免疫的分子機制方面高度類似。在擬南芥中，我們發(fā)現(xiàn)AtGHR1與動物細胞的TLR4有高度同源

4、的氨基酸序列。根據(jù)GUS基因組織特異性進行AtGHR1啟動子活性的組織定位，發(fā)現(xiàn)其主要在葉片木質(zhì)部和根尖部位表達，在保衛(wèi)細胞中微弱表達。為確定AtGHR1的亞細胞定位，我們在煙草(Nicotiana benthamiana)葉片中共同瞬時表達了綠色熒光蛋白和紅色熒光蛋白的細胞質(zhì)膜標記蛋白，結(jié)果表明其定位于細胞質(zhì)膜上。本研究發(fā)現(xiàn)擬南芥atghr1缺失突變體部分參與了由LPS誘導(dǎo)的細胞免疫反應(yīng)，鑒定出植物中AtGHR1是LPS引發(fā)的自然免疫