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大丽轮枝菌是一种土壤传播的真菌病原体,它能够侵染许多种不同的双子叶植物,包括棉花、烟草和拟南芥等。大丽轮枝菌能分泌许多种效应蛋白,其中包括PevD1蛋白,它是能够在烟草上引起一种超敏反应(HR)的效应蛋白。虽然PevD1与其它真菌中的同源蛋白的一级序列相似性并不高,但是它们的三维结构非常相似,也许它们也具有相似的作用方式。因此对于PevD1的研究,也许具有普遍意义。 研究中我们对PevD1蛋白进行了结晶,并解析了PevD1蛋白的高分辨率的晶体结构。从它的晶体结构中我们发现,它的折叠类似于C2 domain的构象,并且在C末端的酸性口袋里,结合了一个钙离子。为了更好地研究PevD1蛋白在拟南芥中的作用机制,我们做了如下一系列的实验。 酵母双杂交实验被设计用于寻找PevD1在拟南芥中潜在的互作蛋白,最终拟南芥cDNA文库中的NRP蛋白被确定为和PevD1在酵母中有很强的相互作用。这种分子间的相互作用又通过BiFC和GST pull-down的实验被再次确认。 然而,由于关于NRP的研究并不多,目前对它的具体作用机制及相关的互作蛋白并不清楚。我们很难把PevD1结合NRP这一作用归结到某个相关的信号通路上去,进而推测大丽轮枝菌可能的侵染机制。为了进一步研究大丽轮枝菌在植物体内的侵染路径,包括它是怎样引起棉花和拟南芥的早花现象,我们又做了随后的酵母双杂交实验等一系列实验。实验发现,NRP能够和植物隐花色素CRY2相互作用。拟南芥中CRY2主要的功能是调控光周期促进的花蕾形成,从而控制拟南芥的开花时间。 进一步的生理和遗传学实验证明,PevD1能通过抑制NRP的功能间接地激活CRY2。真菌的效应蛋白能够促进CRY2介导的早花现象概括出了一条新的路径:外部刺激能够被识别并传导进入植物内部,进而影响发育进程。本论文的研究首次在真菌侵染植物期间分泌的效应蛋白与植物早花现象之间建立了直接的联系。