TaATG8在小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏性反应中的作用
过敏性反应(Hypersensitive reaction，HR)，即病原菌侵染部位及附近的细胞快速死亡，形成枯斑(Necrotic lesion)，使病原菌得不到合适的生长环境和营养而死亡，这样病害就被局限于某个范围而不能扩展。同时，HR必须通过专门的机制被精细的控制在一定范围，从而使寄主的损伤控制到最小。但这一调控机制至今尚不清楚。关于自噬在HR中的作用目前存在两种截然相反的观点:细胞自噬保护细胞免于死亡和细胞自噬促进细胞的死亡。目前的资料表明这两种假说都有可能正确，这主要取决于细胞的类型、刺激的种类和细胞的发育状态。本课题组长期从事小麦抗叶锈菌侵染机制的研究，小麦在抵抗叶锈菌侵染时也会产生大量HR，课题组围绕HR的诱发机制已经做了大量工作，但对HR的限制机制却知之甚少。本研究以小麦-叶锈菌互作体系为研究对象，利用小麦(Triticum aestivum L.)品种洛夫林10和叶锈菌(Puccinia triticina)生理小种260、165分别组成不亲和组合和亲和组合，探讨自噬在小麦抵抗叶锈菌侵染而诱发的HR中的作用。
1.利用RT-PCR技术从小麦幼苗叶片中克隆获得了自噬形成过程中的标志性基因TaATG8的全长。
2.构建了原核表达载体，获得大量ATG8融合表达蛋白，通过免疫新西兰兔，获得高效价的兔抗血清，并证明该血清与ATG8融合蛋白呈特异结合。
3.通过RT-qPCR和Western Blotting技术检测了TaATG8基因在小麦被叶锈菌侵染后不同时间点的表达量变化。结果显示，该基因在RNA水平的表达量在24 h之前两个组合间没有差别，但在36h不亲和组合中该基因的表达量明显高于亲和组合，且这种差异在48h更为明显，之后该基因在转录水平的表达趋于下降，直到120h降到最低;蛋白水平的表达量在不亲和组合中在接种后逐渐增加直到36h达到最高，之后有所下降，但在96h的表达量又有回升，而亲和组合中一直变化不明显。初步表明该基因可能参与了小麦抵抗叶锈菌侵染的防卫反应表达过程
4.为进一步研究自噬的功能，利用病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)沉默自噬形成的关键性基因TaATG8后，发现叶锈菌侵染诱发的HR出现了扩展现象，表明自噬在叶锈菌侵染小麦诱发的过敏性反应中可能起到负调控作用。
上述结果对我们更好的认识自噬在植物免疫应答中的作用具有促进作用，为小麦抗锈育种及防治策略的制定提供科学理论依据。
小麦叶锈菌侵染;细胞自噬;ATG8融合蛋白;基因表达;过敏性反应;抗病机制
河北农业大学
硕士
细胞生物学
王冬梅;刘刚
2013
中文
S512.103.4
44
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）