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植物在整个生命周期中不可避免地承受着各种各样的环境压力。由于环境干扰可能会反复发生,植物进化形成了自身“记忆”机制,以此来适应新环境。作为诱导植物系统性抗性的一种机制,防御启动(defense priming)主要发生在转录水平上,在启动(priming)状态下,植物能够更快、更强、更敏感地响应生物和非生物胁迫。同时,植物还进化产生了主动防御机制即系统性获得抗性机制,从而避免各种外界伤害。从胁迫信号产生、应激反应发生到植物系统性抗性的产生,均需要一系列的信号转导。由于WRKY转录因子和病程相关蛋白PRs(Pathogenesis-related proteins)在植物抗病信号调控途径中起着重要作用,因此本研究以模式植物拟南芥为实验材料,对转录因子WRKY6和PR1(PATHOGENESIS RELATED,PR1)在转录水平响应生物及非生物胁迫应答模式进行研究。主要的研究工作及结果如下:1利用拟南芥eFP Browser数据库获得WRK和PR1基因的转录组数据,分析后得到WRKY6和PR1基因在不同生物及非生物胁迫条件下的表达热图,发现WRKY6和PR1基因在各种胁迫处理条件下具有相似又不同的表达模式。2 建立了丁香假单胞菌[Pseudomonas syringae pvtomato(Pst)DC3000]诱导拟南芥系统性获得抗性。实时荧光定量PCR结果显示,WRK和PR1尽管响应丁香假单胞菌处理的时间点不同,但WRKY6和PR1的mRNA水平都表现出一定的上升趋势。3经过植物激素水杨酸(SA)功能类似物BTH短暂处理后,WRKY6表达水平略有升高,而PR1的表达有显著升高。以BTH和水的组合处理在研究胁迫记忆(memory)应答机制的实验中,WRKY6表现出一定的胁迫记忆,而PR1表达没有显著变化,说明WRKY6和PR1基因在响应植物激素应答途径中的作用是相互独立的。外源应用茉莉酸(JA)能够诱导Thi2.1::GUS,在拟南芥根、下胚轴、分生组织、子叶等部位均有的差异性表达。4从突变体中筛选获得了响应茉莉酸信号途径的植物防御基因PDF1.2(Plant defensin1.2)的纯合T-DNA单突变体株系,为深入研究茉莉酸与水杨酸交叉途径的信号转导提供了实验材料。5非生物胁迫条件下,半定量RT-PCR结果显示WRKY6和PR1的表达在植物根、茎(地上部分)组织中表现出相对独立的模式。6通过Greengate克隆系统构建了35S::WRKY6-G 过表达载体,为进一步研究WRKY6调控的靶基因及信号通路奠定前期工作基础。总之,胁迫应答基因WRKY6和PR1在生物胁迫、非生物胁迫以及植物激素作用下,具有相似又相互独立的表达模式,表明其在植物胁迫反应中的调控功能具有复杂多样性,为今后深入探索植物“防御启动”和“记忆”机制提供了理论和实践支撑。