P-loop IAN9蛋白在植物先天免疫中的功能研究

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IAN(Immune-associated nucleotide-binding protein)蛋白家族,在拟南芥中由13个成员组成,且它们对应的基因分别位于拟南芥1、2和4号染色体上。在先前的研究报道中,它们被认为和植物的免疫反应过程密切相关,并在病理条件下受到诱导表达,但其中所涉及的具体功能和分子机制尚不清楚。在本篇研究中,首次报道了当拟南芥受到致病细菌PstDC3000侵染时,13个IAN基因成员中,只有IAN7/8基因和IAN9基因的表达,在此条件下受到调控。其中不同于基因IAN7/8,IAN9基因在拟南芥中的转录受病原菌侵染而瞬时抑制,而且这种抑制效应同样出现在fig22和水杨酸的处理条件下。IAN9蛋白C端的27个氨基酸决定了IAN9的膜定位,并且在水杨酸影响下,IAN9可被诱导形成细胞内结构。通过CRISPR/CAS9技术构建的拟南芥ian9突变体,在病原细菌生长实验检测中,和野生型相比,显示出较强的抗病性。而这种抗性的增强,并不依赖于经典的MAPK信号通路或是活性氧(ROS)生成量的改变。同时,和野生型相比,IAN9的过表达植株却对病原细菌更为敏感。利用免疫共沉淀和质谱分析技术,发现在拟南芥中,一个C3HC4型的RING finger蛋白(AT1g18660)可以非常特意地和IAN9结合,并在系列生化实验中证实,C3HC4蛋白和IAN9蛋白之间是一种非直接的作用。最后病原细菌生长实验显示,与野生型拟南芥相比,c3hc4基因功能缺失的突变体,表现出较强的抗病性。
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