自噬在小麥受葉銹菌侵染誘發(fā)的過敏性細胞死亡中的作用.pdf

1、過敏性反應(hypersensitive reaction，HR)是植物抗病原物侵染的重要形式之一，即病原物侵染部位的細胞迅速死亡，產(chǎn)生枯斑(necrotic lesion)，使病原物無法得到營養(yǎng)而死亡，因此病原物被限制在特定的區(qū)域而不能擴展。同時，HR必須通過特定的生理機制被精準的限制在一定區(qū)域，以便讓寄主的損傷最小。但這一調(diào)控機制至今尚不清楚。自噬(autophagy)，是指細胞在營養(yǎng)短缺或受到外界刺激條件下，通過降解細胞內(nèi)衰老的蛋

2、白質、受到破壞的細胞器和細胞結構，為細胞的修復、重建和再生供應必需的原料，實現(xiàn)營養(yǎng)物質的再循環(huán)和再利用，是生物一種重要的保護和防御機制。自噬在植物中的功能正不斷被揭示，尤其在免疫反應中的作用，更是引起了人們的廣泛關注。有關自噬在HR中的作用目前存在兩種截然不同的看法:自噬保護并延緩細胞死亡和自噬加速細胞的死亡。當前的研究結果顯示上述這兩種假說都有試驗支持，主要在于細胞的類型、刺激的方式和細胞的生長發(fā)育狀態(tài)。小麥抵抗葉銹菌侵染時，也會誘發(fā)

3、大量HR，這一過程是否有自噬參與呢？如果參與了，它又起到什么作用呢？
　　本文以小麥-葉銹菌互作為研究體系，利用小麥(Triticum aestivum L.)品種‘洛夫林10’和葉銹菌(Puccinia triticina)生理小種260、165組成親和和不親和組合，研究自噬在葉銹菌侵染小麥而誘發(fā)的HR中的作用。通過組織學觀察和透射電鏡（transmission electron microscope，TEM）的超微結構觀察發(fā)現(xiàn)

4、，寄主細胞的HR誘發(fā)是吸器母細胞直接接觸葉肉細胞后才發(fā)生的，并且發(fā)生HR的細胞并未向鄰近細胞擴散，即發(fā)生HR的細胞是受到精準調(diào)控的。接下來著重對發(fā)生HR的細胞與鄰近細胞交界處細胞壁上的胞間連絲（plasmodesmata，PD）進行了觀察，并通過注射胼胝質(callose)合成抑制劑DGG（2-脫氧-D-葡萄糖，2-deoxy-D-glucose）后觀察發(fā)生HR的面積變化，結果表明胼胝質和胞間連絲可能未參與HR細胞和鄰近細胞間的信號物質

5、運輸?shù)目刂?。以自噬形成過程中的標志性基因ATG6為檢測目標，通過實時定量PCR和蛋白免疫印跡技術(western blotting)，從RNA和蛋白質水平證實了HR發(fā)生過程中有自噬的參與。通過自噬專一性熒光染色結合激光掃描共聚焦顯微鏡(confocallaser scanning microscope，CLSM))觀察和透射電鏡觀察，分別在光鏡水平（活體）、電鏡水平下對不親和組合中受侵染細胞及其周圍細胞中的自噬進行了結構觀察，結果顯示，

6、在發(fā)生HR的葉肉細胞中，無論是初期還是后期，都能觀察到自噬體結構的存在。為探究自噬在HR發(fā)生過程中的功能，本文通過病毒誘導的基因沉默技術(virusinduced gene silencing，VIGS)沉默自噬形成過程中的關鍵性基因ATG6，導致了葉銹菌誘發(fā)的HR面積出現(xiàn)了擴展。自噬在HR誘發(fā)早期被大量誘導，通過包裹細胞內(nèi)容物進而降解的方式來加速HR的進程，即起到加速細胞死亡的作用。本文結果有利于我們更好的理解自噬在植物免疫應答過程中