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拟南芥茉莉酸途径调节植物对根结线虫的防御反应

花匠小妙招
2024-11-10 15:38

华北农学报·201429(3):

234-238

收稿日期20140311基金项目国家自然科学基金项目31201066内蒙古大学高层次引进人才启动经费项目125107作者简介王静1984女内蒙古乌海人在读博士主要从事植物分子生物学与信号转导研究。通讯作者**1982女山西孝义人讲师博士主要从事植物分子生物学与信号转导研究。拟南芥茉莉酸途径调节植物对根结线虫的防御反应王静1邬晓红2其乐木格1特日格乐1祁智1亢燕11内蒙古大学生命科学学院内蒙古呼和浩特0100212包头市园林科技研究所内蒙古包头014000摘要对拟南芥根中的茉莉酸JasmonicacidJA生物合成和信号转导途径及JA对根结线虫发病机制所起的作用进行了研究。研究发现根结线虫的侵染显著诱导拟南芥根中JA和JA-异亮氨酸共轭物JA-Ile的合成分别为AOS1、OP3和JA1基因调控。根结线虫在JA缺失突变体和JA-Ile缺失突变体aos1、opr3、jar1根中的生殖活性明显低于野生型但是在缺失JA信号转导核心基因的突变体coi1和jin1的根中同野生型没有显著区别。使用外源JA-Ile可以使根结线虫在jar1根中的生殖能力恢复到在野生型根中的水平。这些结果证明拟南芥根中JA的合成途径为根结线虫侵染所必需。关键词拟南芥茉莉酸信号通路根结线虫突变体先天免疫中图分类号Q945文献标识码A文章编号10007091201403023404JAMediatedSignalingPathwayegulatePlantDefenseesponsesofootKnotNematodeWANGJing1WUXiao-hong2Qilemuge1Terigele1QIZhi1KANGYan11CollegeofLifeSciencesInnerMongoliaUniversityHuhhot010021China2BaotouLandscapeScienceandTechnologyInstituteBaotou014000AbstractNematodeparasitesachievechronicinfectionbyovercomingtheinnateimmunitysystemofthehostsInplantstheroleofJAtoinnateimmunityiswellestablishedintheleavesTheroleofJAindefendinga-gainstparasiticrootknotnematodeislargelyunknownHereweshowedtherootknotnematodeMeloidogyneincog-nitainfectioninducedAlleneOxideSynthase1AOS1andOP312-oxo-PhytodienoicAcideductase3depend-entJAandJasmonateesistant1JA1dependentJA-IlebiosynthesisThenematodereproductionabilitywassig-nificantlylowerontheJA-Iledeficientrootsaos1opr3jar1thanthoseofwildtypesTwoJAsignaltransductionmutantsthecoronatineinsensitive1coi1andtheJAinsensitive1jin1showedwiletypesusceptibilitytothenem-atodeinfectionThedecreasingnematodereproductionabilityontherootsofjar1specificallymissingJA-IlecouldberescuedbyexogenousapplicationofJA-IleJAsynthesispathwayisimportantinproussofthenematodeinfectArabidopsisrootKeywordsArabidopsisthalianaJasmonicacidSignalingpathwayootknotnematodeMutantInnateimmunity茉莉酸JasmonicacidJA是植物先天免疫系统的基本元件。JA生物合成和信号转导途径在模式植物拟南芥Arabidopsisthaliana叶片中研究最为广泛和深入1。JA在植物叶中生物合成如图1所示起始于质膜上的不饱和亚麻油酸1822亚麻油酸在脂肪酸去饱和酶FadttyAcidDesatu-raseFAD3/FAD7/FAD8、磷脂酶PhospholipaseA3、脂肪氧合酶13-Lipoxygenases13-LOX、丙二烯氧化物合酶AlleneOxideSynthase1AOS1和丙二烯氧化环化酶AlleneOxideCyclasesAOC1to4的催化作用下发生一系列反应合成稳定的中间产物12-氧-植物二烯酸12-oxo-PhytodienoicAcidOPDA4。OPDA在OPDA还原酶12-oxo-Phytodi-enoicAcideductase3OP35、OPC辅酶A连接酶OPC-80CoAligase1OPCL16和乙酰辅酶A氧化酶Acyl-CoAOxidasesACX1-57作用下合成