一个植物抗病基因的功能研究
一个植物抗病基因的功能研究
目前,在世界范围内农作物普遍受到各种生物及非生物的胁迫,导致粮食减产,贫困人口生活压力增加。我国是农业大国,十几亿人的温饱问题尚未完全解决,病原菌的侵染是导致农作物严重减产的生物胁迫之一,通过提高农作物对病原菌的抵抗力从而提高农作物的质量和产量对我国社会进步以及人民安康具有重大的意义。在本课题的前期研究中发现,拟南芥WRKY1基因响应丁香假单胞菌番茄致病变种Pseudomonas syringae pv tomato DC3000(Pst.DC3000)胁迫,但是,WRKY1基因在该过程中所参与的信号转导途径与涉及的分子调控机制却不清楚。因此,本研究进一步探究了WRKY1基因参与植物对抗病原菌Pst.DC3000的调控机制。主要研究结果如下:1.WRKY1功能丧失性突变体wrky1-1和wrky1-2对Pst.DC3000的耐受性增加并且抑制了该病原菌在体内的繁殖。将WRKY1基因通过浸花法转基因技术转入拟南芥野生型构建了过表达WRKY1的转基因植株,过量表达WRKY1基因后,拟南芥植株降低了对Pst.DC3000的耐受性,增加了致病菌的繁殖力。2.荧光定量PCR数据显示,经过病原菌Pst.DC3000的胁迫后,wrky1突变体植株中病原体诱导的依赖SA调节的抗病相关基因PR1、PR2、PR5表达很明显地升高,而在过表达植物体中这三个基因的表达被抑制。这说明,WRKY1基因可能通过SA信号传导途径负调控拟南芥对Pst.DC3000的响应。3.烟草瞬时表达实验表明,WRKY1对PR1、PR2和PR5的表达有抑制作用。接着,利用染色质免疫共沉淀的实验方法,发现WRKY1蛋白能够与PR1和PR5启动子区域的W-BOX直接结合,从而抑制PR1和PR5的转录活性,导致拟南芥对病原菌胁迫敏感。虽然WRKY1基因过表达植株中PR2基因的表达受到了抑制,但是WRKY1与PR2启动子的W-BOX没有直接结合,其可能的原因是WRKY1基因通过其他影响因子调节该基因的转录水平。综上所述,WRKY1基因可能通过SA信号传导途径负调控拟南芥对Pst.DC3000的响应。然而,WRKY1基因是否还通过其他抗病防御通路调节植物对病原菌的响应还有待进一步探索。
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