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LysM结构域在植物识别病原菌入侵并激发植物免疫防御方面具有重要作用。目前已在原核生物和真核生物基因组内鉴定到大量LysM结构域基因,但迄今为止未在古菌中发现LysM结构域基因的存在。随着近几年高通量测序技术的快速发展,大量古菌基因组序列被测定,古菌中是不是存在LysM结构域基因?如存在,其功能是否与植物免疫防御相关?基于这些疑问,本研究通过收集公共数据库中公布的古菌基因组序列信息,挖掘古菌基因组中的LysM结构域基因并进行系统发育分析;选取具有代表性的古菌LysM结构域基因利用原核表达进行功能分析;同时在拟南芥LysM结构域功能缺失突变体中异源表达探究其真菌病原菌识别激发植物免疫反应功能特性。对古菌LysM结构域基因的研究对于植物LysM基因的起源具有重要的理论意义,同时在作物抗逆育种中也具有潜在的应用价值。主要研究结果如下:1.利用NCBI和Ensembl Bacteria网站获得了441种无冗余的已测序古菌基因组序列,通过功能结构域分析,从中鉴定到27种古菌含有LysM结构域,从而证实古菌中同样存在LysM结构域。2.根据这些古菌的分类信息以及鉴定到的LysM结构域蛋白的氨基酸序列信息,推断出古菌的LysM结构域主要存在于广古菌门中,且LysM结构域主要位于相关蛋白氨基酸序列的C端。3.构建Halobiforma_nitratireducens古菌的LysM结构域基因(HnLysM)的原核表达载体,通过Western blot证实其表达后进行蛋白纯化,多糖结合实验证实其几丁质特异性结合活性,但是酶活分析表明其不具有几丁质酶活性。4.构建植物表达载体,将HnLysM在拟南芥LysM结构域功能缺失突变体cerk1-2中异源表达,玉米长蠕孢菌接种实验显示突变体与转基因株系受真菌侵染程度无明显差异,表明HnLysM并没有恢复AtCERK1的几丁质触发植物免疫反应功能。本研究初步表明古菌中LysM结构域基因功能完全不同于真菌同源基因的几丁质水解功能及植物同源基因的免疫防御识别功能,其功能有待进一步分析。