稻瘟病抗病基因Pia與稻瘟病菌無毒基因AvrPia互作的分子機(jī)制研究.pdf_第1頁
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1、水稻是最重要的糧食作物之一,養(yǎng)育了全球超過50%的人口。由絲狀子囊真菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的水稻稻瘟病是世界范圍內(nèi)最具破壞性的水稻病害之一。水稻-稻瘟病菌的互作關(guān)系符合經(jīng)典的“基因?qū)颉睂W(xué)說,深入研究抗病基因和無毒基因間的關(guān)系既能更好地揭示宿主與病原菌間的互作機(jī)制,又能為抗病品種的選育提供新的策略。
  稻瘟病抗病基因Pia位于水稻11號(hào)染色體,本研究室在前期研究中對(duì)其進(jìn)行了定位克隆,在闡述其分子

2、進(jìn)化過程的同時(shí),也對(duì)其與相應(yīng)無毒基因 AvrPia的互作機(jī)制進(jìn)行了研究分析。為進(jìn)一步深入研究 Pia與 AvrPia的功能及互作模式,本研究主要開展了以下3個(gè)方面的工作,主要結(jié)果如下所示:
  1. Pia2CC各截短蛋白的分子內(nèi)互作
  預(yù)測(cè)Pia2CC(1-229)的二級(jí)結(jié)構(gòu)并將其劃分為7個(gè)截短蛋白。通過Y2H系統(tǒng)分析互作情況。結(jié)果顯示,Pia2NtNN(1-140),Pia2NtNN(1-176)及 Pia2NtNN(

3、1-229)都存在分子內(nèi)互作,且Pia2NtNN(1-229)自身互作程度最弱。體外互作分析表明Pia2CC形成同源復(fù)合物的最小功能單位是Pia2NtNN(1-140)。
  2. Pia1CC,Pia2CC與AvrPia的體內(nèi)互作
  前期研究證明Pia1CC,Pia2CC與AvrPia具有體外互作。為進(jìn)一步確定三者的體內(nèi)互作情況,本研究進(jìn)行了亞細(xì)胞定位、BiFC分析及 Co-IP分析。亞細(xì)胞定位結(jié)果顯示Pia2CC具有線

4、粒體定位、核質(zhì)定位及混合定位的動(dòng)態(tài)變化模式,且完整的蛋白結(jié)構(gòu)是 Pia2CC存在線粒體定位所必需的條件。BiFC分析顯示,Pia2CC與 Pia1CC、AvrPia互作的主要場(chǎng)所為線粒體,Pia1CC與AvrPia的互作場(chǎng)所為細(xì)胞核及細(xì)胞質(zhì)。Co-IP實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了AvrPia與Pia1CC、Pia2CC互作。
  3. Pia1FL,Pia2FL與AvrPia三者的功能及互作
  為明確 Pia與 AvrPia的互作模式,本

5、研究利用基于熒光素酶報(bào)告基因的水稻原生質(zhì)體瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)分析了三者的功能及互作關(guān)系。結(jié)果顯示,R基因中只有融合NLS或NES標(biāo)簽的Pia2FL會(huì)發(fā)生自激活現(xiàn)象;AvrPia全長蛋白及成熟蛋白均能夠引起類HR的細(xì)胞凋亡反應(yīng)。Pia1FL能夠抑制Pia2FL-NLS或Pia2FL-NES引起的自激活。同時(shí),Co-IP分析也表明Pia1FL與Pia2FL互作。此外,LUC實(shí)驗(yàn)顯示三基因共表達(dá)后能夠觸發(fā)一定程度的細(xì)胞凋亡反應(yīng),說明三基因組合存在互

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