OsPSK4和OsTPST在細(xì)菌性條斑病菌與水稻互作過(guò)程中的功能鑒定.pdf

1、由革蘭氏陰性黃單胞桿菌水稻致病變種Xanthomonas oryzae pv.oryzicola(Xoc)引起的水稻細(xì)菌性條斑?。ê?jiǎn)稱(chēng)水稻條斑?。┦悄壳八旧a(chǎn)上最主要的細(xì)菌性病害之一。與水稻白葉枯菌不同，水稻條斑菌在葉肉細(xì)胞間隙繁殖并致病，在水稻遺傳種質(zhì)中也尚未鑒定主效抗性基因，推測(cè)與病原菌中可能存在某些特異效應(yīng)因子可抑制寄主的抗性反應(yīng)相關(guān)。
　　本課題前期常清樂(lè)(2013)通過(guò)白葉枯菌PXO99a和本生煙的互作激發(fā)過(guò)敏反應(yīng)系統(tǒng)

2、在PXO99a中篩選條斑病菌RS105的基因組文庫(kù)，發(fā)現(xiàn)攜帶有條斑病特異效應(yīng)分子avrRxo1基因片段的克隆能抑制PXO99a在煙草上的HR反應(yīng)。并通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明了決定avrRxo1抑制子功能與無(wú)毒基因功能受不同結(jié)構(gòu)域決定。同時(shí)，以avrRxo1為誘餌蛋白，通過(guò)酵母雙雜交技術(shù)從粳稻中花11 cDNA文庫(kù)中篩選到多個(gè)水稻互作蛋白。
　　為研究avrRxo1在水稻條斑菌中致病性功能，本研究對(duì)其中的一個(gè)AvrRxo1互作蛋白的編碼基因

3、OsPSK4（編碼PP-PSK，psk-α前體蛋白）進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因功能研究。分別構(gòu)建了OsPSK4基因的超量表達(dá)載體pCXUN-HA∷OsPSK4和抑制表達(dá)載體ds1301∷OsPSK4并通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法轉(zhuǎn)化水稻品種中花11。結(jié)果發(fā)現(xiàn)超量表達(dá)OsPSK4基因能夠顯著降低水稻對(duì)細(xì)菌性條斑病菌RS105的抗性水平，與野生型中花11對(duì)照植株相比，轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系接種RS105后的病斑長(zhǎng)度要增長(zhǎng)0.8-2.45cm。定量RT-PCR檢測(cè)

4、表達(dá)水平顯示，OsPSK4表達(dá)量在超量表達(dá)陽(yáng)性植株中顯著升高，且RS105細(xì)菌數(shù)量相比野生型中花11植株也顯著增高，與增強(qiáng)感病的表型相一致;與之相反，抑制表達(dá)OsPSK4基因能夠顯著提高水稻對(duì)細(xì)菌性條斑病菌RS105的抗性水平，與野生型中花11對(duì)照植株相比轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性株系的病斑長(zhǎng)度要縮短1.14-1.21cm，與熒光定量檢測(cè)靶標(biāo)基因的表達(dá)結(jié)果相符。從而說(shuō)明AvrRxo1互作蛋白OsPSK4在水稻對(duì)細(xì)菌性條斑病的抗性中起著負(fù)調(diào)控作用。

5、>　　為進(jìn)一步驗(yàn)證PSK介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)在水稻對(duì)細(xì)菌性條斑病的抗性中起著負(fù)調(diào)控作用，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)基因檢索的方式從水稻中獲得疑似修飾OsPSK4基因成熟的同源基因OsTPST（編碼磺基轉(zhuǎn)移酶，修飾PP-PSK），并針對(duì)此基因構(gòu)建了抑制表達(dá)載體ds1301∷OsTPST并成功進(jìn)行了遺傳轉(zhuǎn)化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性植株中OsTPST表達(dá)量顯著受到抑制，而水稻對(duì)細(xì)菌性條斑病菌RS105的抗性水平則相應(yīng)有所提高。與野生型中花11對(duì)照植株相比較，轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性

6、株系接種RS105后的病斑長(zhǎng)度縮短0.89-1.18cm不等。表明OsTPST也在水稻對(duì)細(xì)菌性條斑病的抗性中起著負(fù)調(diào)控作用。根據(jù)擬南芥中同源基因介導(dǎo)的功能分析，OsTPST可能通過(guò)參與調(diào)控OsPSK4成熟，從而參與水稻對(duì)抗細(xì)菌性條斑病的調(diào)控。
　　綜上所述，本實(shí)驗(yàn)鑒定了OsPSK4和Os TPST在水稻與條斑病菌互作過(guò)程中發(fā)揮負(fù)調(diào)控植物免疫的功能。初步解釋了AvrRxo1與OsPSK4蛋白的互作的生物學(xué)意義，暗示其可通過(guò)正向調(diào)控P