玉米ZmLysM受體基因克隆及功能分析.pdf

1、植物與微生物在長期協(xié)同進化過程中，逐漸形成一種高度復雜的互作識別機制，細胞表面識別受體可識別保守的病原菌相關(guān)分子模式，進而激活下游信號通路中的關(guān)鍵功能蛋白，誘導共生或防御反應(yīng)。近期研究發(fā)現(xiàn)，LysM結(jié)構(gòu)域蛋白是一類重要的植物模式識別受體，在植物和真菌互作中起著極其重要的的角色。為進一步明確LysM受體基因如何特異性識別不同的配體，誘導下游共生或防御信號中的作用。
　　本研究以報道的百脈根和苜蓿中已知的LysM基因為模板，結(jié)合生物信

2、息學的方法，對玉米（B73）全基因進行比對，并結(jié)合相關(guān)生物軟件對基因的結(jié)構(gòu)域進行預測，篩選玉米中調(diào)節(jié)共生或防御的LysM候選基因。借助RT-PCR技術(shù)從植株的根系中克隆出候選基因，分別命名為ZmLysM3和ZmLysM6。利用實時定量PCR技術(shù)對其時空表達進行分析，結(jié)果表明，這兩個LysM基因在不同組織中均有表達，尤其是根部具有較高的轉(zhuǎn)錄水平。用不同的誘導因子如細菌肽聚糖、脂多糖、鞭毛蛋白flg22、真菌幾丁質(zhì)、AM真菌處理玉米根，發(fā)現(xiàn)

3、ZmLysM3和ZmLysM6的轉(zhuǎn)錄水平可被顯著上調(diào)。由此可知該基因可能參與對細菌或真菌病原菌分泌的配體進行識別。結(jié)構(gòu)預測可知ZmLysM6由LysM結(jié)構(gòu)、跨膜結(jié)構(gòu)域和胞內(nèi)激酶結(jié)構(gòu)域組成，相比之下，ZmLysM3缺少胞內(nèi)的激酶結(jié)構(gòu)域。為明確兩個LysM蛋白在細胞中的位置，ZmLysM3和ZmLysM6基因被連入表達載體pCAMBIA1305.1-GFP中，農(nóng)桿菌介導煙草葉片瞬時表達，對該基因的亞細胞定位進行檢測，結(jié)果可知，這兩個蛋白均位

4、于細胞膜上。酵母雙雜實驗表明，ZmLysM3和ZmLysM6蛋白胞外結(jié)構(gòu)域可能通過形成異源二聚體來識別胞外的配體，繼而誘導下游的信號轉(zhuǎn)導。為進一步明確二者的介導信號機制，本研究將其分別轉(zhuǎn)入和共轉(zhuǎn)入擬南芥cerk1-2（缺乏幾丁質(zhì)感知系統(tǒng)的擬南芥突變體）中用于互補突變體的功能特征。對轉(zhuǎn)基因植株葉片進行真菌誘導處理72h后，由植株葉片的枯萎程度和對葉片中菌絲的抑制作用結(jié)果可知，同時轉(zhuǎn)ZmLysM3和ZmLysM6的轉(zhuǎn)基因擬南芥顯著增強植株的