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非蛋白质氨基酸β-氨基丁酸(DL-β-氨基丁酸,β-Aminobutyric acid,BABA)是一种广谱化学诱抗剂,可以诱导多种植物产生对多种病原菌和逆境胁迫的抗性,且对环境没有污染,但缺点是会对植物生长造成影响,并且成本较高。BABA诱导抗性(BABA-IR)的机理尚未揭示。最近研究报道在拟南芥中找到了BABA的受体,即天冬氨酰-tRNA合成酶(AtIBI1)。AtIBI1在结合了BABA后行使了非传统的功能——激发一系列的抗性反应。研究显示BABA抑制生长是通过另外一条途径,因此理论上超表达BABA的受体可以实现提高抗性的同时不抑制植物生长。本研究依据At IBI1的蛋白序列,在马铃薯中的克隆了BABA的受体StAspRS,获得超表达StAspRS的马铃薯转基因株系;观察了转基因株系表型,验证转基因株系基础抗性是否提高;最后通过酵母双杂筛选互作蛋白寻找StAspRS的互作蛋白,以揭示天冬氨酰-tRNA合成酶行使抗病功能的机理。主要结果如下:1.通过生物信息学分析找到马铃薯上可能编码天冬氨酰-tRNA合成酶的所有基因,通过与At IBI1比较分析,筛选并克隆了马铃薯中对应的BABA受体基因StAspRS。荧光定量PCR分析了StAspRS及其三个同源基因的表达模式,发现StAspRS在病原诱导下上调表达,BABA诱导下没有变化。2.得到5个超量表达StAspRS的转基因株系,表型观察发现,3个超表达株系生长受到抑制,2个超表达株系生长正常。3.挑选生长正常的转基因株系OE-5和OE-6进行一系列晚疫病抗性鉴定,通过病斑面积、菌丝生长量、PTI,SA,JA信号途径marker基因的表达分析,发现转基因株系晚疫病抗性有一定程度的提高,伴随基础抗性相关基因的上调表达。4.用StAspRS全长、StAspRS的N末端片段(StAspRS-N)、StAspRS的C末端片段(StAspRS-C)片段分别进行酵母文库筛选,结果表明StAspRS全长找不到互作蛋白,StAspRS-N可以筛到StAspRS本身C末端片段(第131氨基酸以后的片段),StAspRS-C可以筛到StAspRS本身全长。StAspRS-N和StAspRS-C还筛到了其他蛋白。点对点初步验证StAspRS-N和StAspRS-C可以互作,但与全长StAspRS不能互作。点对点验证显示,筛到的7个其他蛋白中只有vacuolar protein-sorting-associated protein 11 homolog与StAspRS-N互作。