植物水通道蛋白PIP與水稻白葉枯病菌harpin蛋白Hpa1的互作關(guān)系研究.pdf

1、革蘭氏陰性植物病原細(xì)菌產(chǎn)生的harpin蛋白質(zhì)具有毒性因子的作用，還可以誘導(dǎo)植物的多種有益效應(yīng)。體外施用harpin可以啟動(dòng)植物信號(hào)傳導(dǎo)的不同通路，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)、誘導(dǎo)抗病性或耐旱能力。研究表明這些功能取決于植物細(xì)胞外膜上的感受因子對(duì)harpin蛋白的識(shí)別作用以及分子互作。水稻白葉枯病菌產(chǎn)生的harpin蛋白質(zhì)Hpa1可以與水稻細(xì)胞外膜上的水通道蛋白質(zhì)OsPIP1;3發(fā)生互作，但這一互作的分子基礎(chǔ)還不清楚。因此，我們通過(guò)片段缺失和定點(diǎn)

2、突變的方法，產(chǎn)生了OsPIP1;3的變異本。使用膜酵母雙雜交進(jìn)行分析，證明Hpa1能與OsPIP1;3互作，將OsPIP1;3的一個(gè)胞外序列(connecting loop E)及OsPIP1;3的第六個(gè)跨膜區(qū)域(TM6)刪除，互作不能發(fā)生。進(jìn)一步分析結(jié)果表明，位于loopE以及位于TM6的246～279位氨基酸對(duì)OsPIP1;3的互作起重要作用。對(duì)276～279位氨基酸進(jìn)行替換，OsPIP1;3與Hpa1互作便不再發(fā)生。這些結(jié)果說(shuō)明，

3、OsPIP1;3序列上的loop E和TM6上的氨基酸對(duì)OsPIP1;3-Hpa1互作有重要影響。
　　本實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)擬南芥水通道蛋白AtPIP1;4能夠與Hpa1在植物細(xì)胞膜上發(fā)生互作且Hpa1能夠促擬南芥生長(zhǎng)。本文進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)AtPIP1;4蛋白質(zhì)對(duì)擬南芥的生長(zhǎng)具有正向促進(jìn)作用。通過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)在atpip1;4突變體植株中，凈光合速率(AN)以及葉肉細(xì)胞對(duì)CO2導(dǎo)度(gm)均明顯低于野生型(WT)植株，而在其回補(bǔ)植株中A

4、N和gm能夠恢復(fù)到野生型水平，在其過(guò)表達(dá)植株中則顯著提高。這說(shuō)明AtPIP1;4是通過(guò)提高CO2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)從而作用于植物的光合作用。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)AtPIP1;4-Hpa1蛋白質(zhì)互作使擬南芥植株的AN和gm明顯提高，表明Hpa1促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用可能是通過(guò)其與AtPIP1;4的互作從而促進(jìn)CO2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)、增強(qiáng)光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)同時(shí)對(duì)AtPIP1;4與多種harpins蛋白質(zhì)的互作關(guān)系做了探究，通過(guò)膜酵母雙雜交分析表明除Hpa1外，其