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活性氧迸发及其导致的氧化还原平衡变化,在植物与病原物互作过程中起着重要的调节作用:对寄主植物而言,氧迸发是重要的防御机制之一;对病原物而言,抵制并克服互作过程中的氧迸发,对其成功侵染至关重要。然而,相较于寄主植物,对植物病原菌抗氧化机制的研究还很缺乏,因此,针对植物病原菌、尤其是针对致病分子机理还不够清楚的大豆疫霉(Phytophthora sojae),进行亲和互作过程中抗氧化机制的研究,对了解大豆疫霉的致病过程具有重要意义。 H2O2的组织原位检测及定量检测表明,在大豆疫霉与大豆的亲和及非亲和互作过程中、病原菌菌丝和游动孢子侵染都能引起寄主叶片的活性氧迸发。根据亲和互作过程中大豆叶片活性氧迸发的含量变化规律,建立了外源氧化压力胁迫大豆疫霉的体外系统。采用生物信息学方法,从大豆疫霉的三个亲和互作相关文库和氧胁迫数据库中筛选了在两类处理过程中都差异表达的基因,对这些候选基因在体外氧化胁迫系统中的转录水平变化进行了RT-PCR分析,结果表明,部分候选基因确实受到外源氧化压力的诱导表达,提示这些基因在大豆疫霉应对氧化压力的过程中可能发挥积极作用,为进一步研究大豆疫霉侵染过程中的抗氧化机制提供了重要的候选基因。 甘油醛-3-磷酸脱氢酶(Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)是真核生物细胞中一类功能丰富的蛋白。在研究大豆疫霉侵染机制的过程中,通过抑制性差减杂交的方法筛选到一个在侵染早期提高表达的、编码GAPDH的cDNA片段,克隆了该基因的全长序列,命名为PsGAPDH。Southern杂交结果显示,该基因在大豆疫霉基因组中含有3个拷贝。蛋白序列分析表明,PsGAPDH编码的氨基酸序列具有GAPDH的保守结构域,在系统发育树中与两性绵霉(Achlya bisexualis)的GapC1同源性最高、与中华盒形藻(Odontella sinensis)和三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的GapC2同源性较高,三者聚类分布于GapC亚族的C-Ⅱ分支。RT-PCR分析表明,该基因在大豆疫霉侵染早期转录水平提高。该基因可以恢复酵母突变体△tdh1对H2O2的耐受性。上述结果提示,大豆疫霉的甘油醛-3-磷酸脱氢酶具有与酵母tdh1相似的抗氧化作用,且与大豆疫霉对寄主植物的侵染过程相关。 Bax inhibitor 1是一类可以抑制由哺乳动物Bax基因引起的细胞凋亡的基因,近来已在多种哺乳动物和植物中克隆到该基因的同源序列,其结构和功能也逐渐得到阐明。通过生物信息学方法,从大豆疫霉全基因组文库中鉴定出一个可能编码Bax inhibitor 1的cDNA片段,对其全长序列进行了克隆,命名为PsBI-1。与哺乳动物及