焑草TTG2蛋白交叉調(diào)控生長與抗病性的功能研究.pdf

1、植物生長發(fā)育的過程中，受到多個信號通路的調(diào)控，其中，生長素信號通路對植物的生長發(fā)揮著重要的作用。另外，當(dāng)植物受到病原物侵染時，有些調(diào)控因子能夠調(diào)節(jié)分別控制其生長和防衛(wèi)反應(yīng)的生長素和水楊酸信號通路進(jìn)行交叉對話。本研究發(fā)現(xiàn)，煙草的TTG2蛋白具有交叉調(diào)控植物生長和抗病性的作用。
　　 1.NtTTG2蛋白調(diào)控?zé)煵萆L和抗病性
　　 煙草Nicotiana tabacum Transparent Testa Glabra2(N

2、tTTG2)基因與煙草表皮毛發(fā)育相關(guān)，本實驗室已從煙草NC89品種中克隆到該基因，GENBANK登錄號為FJ795022，全長1379 bp。通過實時熒光定量PCR（Real-time PCR)檢測，我們發(fā)現(xiàn)，NtTTG2在煙草的各個器官（根、莖、葉、花、果）中都有表達(dá)。其中，在莖中表達(dá)量最少，在花中表達(dá)量最高。而在花的五個時期(S1-S5)中，又在后期（S4和S5）的表達(dá)量較高。本實驗室在之前的研究中已經(jīng)成功獲得了NtTTG2基因在煙

3、草NC89品種中的沉默植株TTG2iNC4和過表達(dá)植株TOTNC1，在此基礎(chǔ)上，我們對NtTTG2的功能進(jìn)行了一系列的研究。通過觀察盆栽煙草的地上生長情況和對株高的測定，我們發(fā)現(xiàn)，NtTTG2能夠促進(jìn)煙草的生長。Real-time PCR的結(jié)果顯示，生長素信號傳導(dǎo)的標(biāo)志基因ARF8的表達(dá)量在對照植株TCNC，沉默植株TTG2iNC4和過表達(dá)植株TOTNC1三個品系中有很大的變化，與TCNC相比，ARF8在TTG2iNC4的葉片中幾乎沒有

4、表達(dá)，在TOTNC1葉片中的表達(dá)量卻高出同期的TCNC。同時，對這三種不同基因型的煙草接種煙草花葉病毒和大白菜軟腐病菌，觀察發(fā)病情況，發(fā)現(xiàn)與TCNC相比，NtTTG2沉默植株TTG2iNC4較為抗病而NtTTG2過表達(dá)植株TOTNC1則較為感病。這些實驗結(jié)果說明煙草NtTTG2能夠促進(jìn)植物的生長而抑制植物的抗病性。
　　 2.煙草TTG2蛋白調(diào)控ARF8和NPR1的核定位
　　 煙草NtTTG2蛋白在結(jié)構(gòu)上的典型特點是具

5、有WD40重復(fù)。以前的研究表明WD40功能域在促進(jìn)蛋白之間的相互作用中發(fā)揮著重要的作用。因此，我們推測NtTTG2對ARF8表達(dá)量的影響可能是通過互作來實現(xiàn)的。通過雙分子熒光互補(BiFC)實驗，我們發(fā)現(xiàn)，NtTTG2與ARF8并不能發(fā)生互作。以TCNC、NtTTG2過量表達(dá)的TOTNC1，及NtTTG2沉默的TTG2iNC4為材料，瞬時表達(dá)融合了黃色熒光蛋白YFP的ARF8，用激光共聚焦顯微鏡觀察其亞細(xì)胞定位，我們發(fā)現(xiàn)在TCNC中，A

6、RF8主要定位于細(xì)胞質(zhì)，而在TOTNC1中則主要定位于細(xì)胞核。通過在不積累水楊酸的煙草NahG（以三生煙為背景）和NPR1單基因沉默的煙草上進(jìn)行NtTTG2的沉默，然后接種病原物發(fā)現(xiàn)，NtTTG2的沉默可以部分抵消由于NPR1單基因沉默或缺乏水楊酸而引起的抗病性減弱效應(yīng)（李寶燕，2012）。由此我們推測，NtTTG2是通過抑制水楊酸/NPR1信號通路從而負(fù)調(diào)控?zé)煵菘共》佬l(wèi)反應(yīng)的。而BiFC的結(jié)果表明，NtTTG2同樣不與水楊酸信號通路的