內(nèi)源cAMP調(diào)控擬南芥響應大麗輪枝菌毒素作用信號轉(zhuǎn)導過程的實驗證據(jù).pdf

1、環(huán)化單磷酸腺苷(adenosine 3',5'-cyclic monophosphate,cAMP)是原核生物與動物中的重要第二信使,但迄今尚無明確實驗證據(jù)證明高等植物細胞中是否也存在cAMP信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng).已有研究表明,cAMP參與了植物響應病原侵染的超敏性反應(hypersensitive reaction,HR).水楊酸(salicylic acid,SA)是植物產(chǎn)生超敏性反應和系統(tǒng)性獲得抗性反應(systemic acquired

2、 reaction,SAR)過程的重要信號分子,但SA合成的上游分子調(diào)控機制尚不清楚.該論文工作最初假設,植物內(nèi)源cAMP可能作為第二信使而參與植物響應病原侵染或病原分泌毒素誘導的信號轉(zhuǎn)導過程,其下游可能是通過植物體內(nèi)的SA而介導進一步的信號傳遞過程.論文的實驗工作計劃及實施主要是圍繞證明這一理論假設的正確與否而展開的.論文工作首先建立了擬南芥(Arabidopsis thaliana)與大麗輪枝菌(Verticillium dahli

3、ae)或其分泌毒素互作的實驗體系,利用該體系證明cAMP和SA都參與了擬南芥響應大麗輪枝菌侵染或其毒素誘導的信號傳遞過程.外源cAMP和SA分別具有增強野生型擬南芥對大麗輪枝菌毒素侵害的抗性,但外源cAMP卻不能誘導體內(nèi)缺失SA的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株nahG(該基因編碼水楊酸羥化酶,將SA水解為兒茶酚使植物體內(nèi)不能積累SA)產(chǎn)生抗病反應.對擬南芥體內(nèi)SA的測定分析結果證明,在培養(yǎng)基中加入毒素、cAMP、腺苷酸壞化酶(adenylyl cyc

4、lase,AC)激活劑forskolin時均能引起擬南芥內(nèi)源SA含量的顯著增加,而其中又以外加cAMP的作用最強;而外加AC抑制劑DDA則顯著降低擬南芥內(nèi)源SA的水平.利用酶免疫分析法測定擬南芥內(nèi)源cAMP水平的實驗結果表明,外加病原分泌毒素處理在幾分鐘內(nèi)即引起擬南芥體內(nèi)cAMP含量的顯著變化,而且cAMP水平的變化表現(xiàn)為有規(guī)律的振蕩式變化;而未加毒素處理的擬南芥的內(nèi)源cAMP含量則未發(fā)生明顯變化.上述結果表明,在擬南芥響應大麗輪枝菌侵

5、染或其毒素誘導的信號轉(zhuǎn)導途徑中,擬南芥內(nèi)源cAMP含量發(fā)生變化可能是上游信號轉(zhuǎn)導過程中的重要步驟,cAMP信使通過調(diào)控下游SA信號物質(zhì)的水平而進一步傳遞病原侵染或毒素誘導的信息.綜合論文研究工作的實驗及分析結果得出以下結論:擬南芥中存在合成cAMP的AC酶及與cAMP信使系統(tǒng)相關的信號分子;擬南芥體內(nèi)的cAMP信使系統(tǒng)參與了擬南芥響應大麗輪枝菌侵染或其毒素誘導的信號轉(zhuǎn)導過程;擬南芥內(nèi)源cAMP通過調(diào)控下游SA信號物質(zhì)的水平而進一步傳遞病