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白粉菌是一种专性活体营养型病原菌,它需要从活的生物体内获取营养以完成生命周期并繁衍后代。白粉菌的宿主很多,包括小麦、大麦和葡萄等,给农业生产造成巨大的经济损失。因此,研究植物对白粉菌的抗病机理能为农业生产上培育抗性品种提供有力指导。 拟南芥EDR2(ENHANCEDDISEASERESISTANCE2)编码一个新型蛋白,主要定位在植物内膜系统,是白粉菌抗性和细胞程序化死亡的负调控因子。研究表明,edr2介导的白粉菌抗性依赖于水杨酸,而不依赖于茉莉酸和乙烯信号通路。为了深入研究edr2介导抗性的分子机理和寻找EDR2信号通路中的组分,我们进行了edr2抑制子突变体的筛选,从中选出对白粉菌的抗性恢复到野生型表型的个体。 我们筛选到的一个抑制子突变能很好地抑制edr2介导的白粉菌抗性和细胞死亡表型,其相应的抑制子基因为BSK1(BR-SIGNALINGKINASE1),编码一种胞质型类受体激酶,为油菜素内酯(brassinosteroid,BR)受体BRI1(BRASSINOSTEROIDINSENSITIVE1)的磷酸化底物。因此,我们将该突变体命名为bsk1-1。进一步研究表明,bsk1-1单突变体对多种病原菌,如白粉菌(Golovinomycescichoracearum)、丁香假单胞菌(Pseudomonassyringae)和卵菌(Hyaloperonosporaarabidopsidis)均表现出感病的表型,并且bsk1-1突变体对病原菌诱导的水杨酸的积累和抗病标志基因的表达明显低于野生型植株。另外,遗传学研究发现,edr1(enhanceddiseaseresistance1)、mlo2(mildewresistancelocusO2)及pmr4(powderymildewresistance4)突变体介导的白粉菌抗性也依赖于BSK1基因。以上的结果证明BSK1在植物抗病反应中发挥着重要作用。 BSK1属于胞质型类受体激酶第Ⅻ亚家族成员,体外实验显示它具有激酶活性。当通过定点突变将这种激酶活性丧失掉后,BSK1的功能随之失活,表明激酶活性对于BSK1的功能行使至关重要。BSK1蛋白定位于质膜上,它的膜定位对于BSK1参与edr2介导的白粉菌抗性非常重要。我们利用烟草和拟南芥原生质体蛋白进行的免疫共沉淀实验显示BSK1与模式识别受体FLS2(FLAGELLINSENSING2)共处于同一个蛋白复合体中,并且对fig22诱导的活性氧爆发和PR1(PATHOGENESISRELATED1)基因表达是必须的。以上结果显示BSK1是植物PTI反应的正调节因子。结合之前的报道,我们的研究通过遗传学和生物化学手段揭示了BSK1是植物BR信号传导和免疫反应通路中共用的重要组分,因此,对BSK1的深入研究能为了解植物如何调控和平衡生长与抗性之间的关系提供重要帮助。