水稻SPIN6/SPL11介导的细胞程序化死亡和抗病分子信号调控机制研究

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zzfivy
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水稻U-box E3泛素连接酶SPL11(Spotted leaf11)已被证明为一个调控植物细胞程序化死亡和抗病性的负调节因子,但是尚不清楚SPL11参与调控细胞程序化死亡和抗病反应的分子信号途径。为了解析SPL11介导的分子信号调控机制,本研究系统性地分析了SPL11互作蛋白基因SPL11-interacting protein6(SPIN6)参与SPL11介导的植物细胞程序化死亡和抗病信号调控中的作用。研究结果如下:1.SPIN6是一个全细胞表达的植物特异性RhoGAP蛋白,与SPL11在离体和原位条件下均特异性互作。2.分析SPN6RNAi沉默转基因水稻及其T-DNA突变体表型发现,RNAi沉默SPIN6和SPIN6基因突变后均导致水稻细胞坏死反应的产生,同时增强了水稻对稻瘟病和白叶枯病的抗性,表明SPIN6负调控植物细胞程序化死亡和抗病反应。3.利用病原菌相关的分子(PAMPs) chitin和flg22处理后SPIN6RNAi沉默水稻PT-DNA突变体,分析其还原性氧类物质(ROS)及防卫反应相关的基因表达水平发现,RNAi沉默SPIN6和SPIN6基因突变后均导致了ROS的显著上升,而在SPIN6RNAi沉默水稻中防卫反应相关基因PBZ1同时受至chitin和flg22的诱导显著上调,但PR1a, PAL, ChitinaseI基因则只受chitin的诱导。表明SPIN6参与了水稻chitin和flg22依赖的抗病信号途径的调控。4.利用酵母双杂交,BiFC和免疫共沉淀技术分析发现SPIN6能够与一个水稻抗病信号调控关键性因子小G蛋白OsRAC1互作。生化活性分析表明SPIN6能够水解GTP结合态的OsRAC1蛋白。此外,OsRAC1及其复合体成分OsSGT1, OsRAR1在>PIN6RNAi沉默水稻中受至chitin和flg22的诱导显著上调。表明SPIN6参与了OsRAC1介导的抗病信号调控途径。5.利用SPIN6对水稻cDNA文库进行酵母双杂交筛选,获得32个SPIN6互作候选基因,命名为RAPs,即RhoGAP SPIN6-associated proteins。同时,发现SPIN6能够形成同源和异源二聚体,上述结果为进一步深入解析SPIN6/SPL11介导的信号调控网络提供了重要的研究基础。综上所述,本研究揭示了水稻RhoGAP蛋白SPIN6关联U-box E3泛素连接酶SPL11和小G蛋白OsRAC1介导的信号途径进而负调控植物细胞程序化死亡和抗病反应。上述研究结果为深入认识植物细胞程序化死亡与抗病反应分子信号调控机制提供了新的证据。
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