內(nèi)源cAMP調(diào)控?cái)M南芥響應(yīng)大麗輪枝菌毒素作用信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)證據(jù).pdf

1、環(huán)化單磷酸腺苷(adenosine 3',5'-cyclic monophosphate,cAMP)是原核生物與動(dòng)物中的重要第二信使,但迄今尚無(wú)明確實(shí)驗(yàn)證據(jù)證明高等植物細(xì)胞中是否也存在cAMP信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng).已有研究表明,cAMP參與了植物響應(yīng)病原侵染的超敏性反應(yīng)(hypersensitive reaction,HR).水楊酸(salicylic acid,SA)是植物產(chǎn)生超敏性反應(yīng)和系統(tǒng)性獲得抗性反應(yīng)(systemic acquired

2、 reaction,SAR)過(guò)程的重要信號(hào)分子,但SA合成的上游分子調(diào)控機(jī)制尚不清楚.該論文工作最初假設(shè),植物內(nèi)源cAMP可能作為第二信使而參與植物響應(yīng)病原侵染或病原分泌毒素誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程,其下游可能是通過(guò)植物體內(nèi)的SA而介導(dǎo)進(jìn)一步的信號(hào)傳遞過(guò)程.論文的實(shí)驗(yàn)工作計(jì)劃及實(shí)施主要是圍繞證明這一理論假設(shè)的正確與否而展開(kāi)的.論文工作首先建立了擬南芥(Arabidopsis thaliana)與大麗輪枝菌(Verticillium dahli

3、ae)或其分泌毒素互作的實(shí)驗(yàn)體系,利用該體系證明cAMP和SA都參與了擬南芥響應(yīng)大麗輪枝菌侵染或其毒素誘導(dǎo)的信號(hào)傳遞過(guò)程.外源cAMP和SA分別具有增強(qiáng)野生型擬南芥對(duì)大麗輪枝菌毒素侵害的抗性,但外源cAMP卻不能誘導(dǎo)體內(nèi)缺失SA的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株nahG(該基因編碼水楊酸羥化酶,將SA水解為兒茶酚使植物體內(nèi)不能積累SA)產(chǎn)生抗病反應(yīng).對(duì)擬南芥體內(nèi)SA的測(cè)定分析結(jié)果證明,在培養(yǎng)基中加入毒素、cAMP、腺苷酸壞化酶(adenylyl cyc

4、lase,AC)激活劑forskolin時(shí)均能引起擬南芥內(nèi)源SA含量的顯著增加,而其中又以外加cAMP的作用最強(qiáng);而外加AC抑制劑DDA則顯著降低擬南芥內(nèi)源SA的水平.利用酶免疫分析法測(cè)定擬南芥內(nèi)源cAMP水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,外加病原分泌毒素處理在幾分鐘內(nèi)即引起擬南芥體內(nèi)cAMP含量的顯著變化,而且cAMP水平的變化表現(xiàn)為有規(guī)律的振蕩式變化;而未加毒素處理的擬南芥的內(nèi)源cAMP含量則未發(fā)生明顯變化.上述結(jié)果表明,在擬南芥響應(yīng)大麗輪枝菌侵

5、染或其毒素誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中,擬南芥內(nèi)源cAMP含量發(fā)生變化可能是上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的重要步驟,cAMP信使通過(guò)調(diào)控下游SA信號(hào)物質(zhì)的水平而進(jìn)一步傳遞病原侵染或毒素誘導(dǎo)的信息.綜合論文研究工作的實(shí)驗(yàn)及分析結(jié)果得出以下結(jié)論:擬南芥中存在合成cAMP的AC酶及與cAMP信使系統(tǒng)相關(guān)的信號(hào)分子;擬南芥體內(nèi)的cAMP信使系統(tǒng)參與了擬南芥響應(yīng)大麗輪枝菌侵染或其毒素誘導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程;擬南芥內(nèi)源cAMP通過(guò)調(diào)控下游SA信號(hào)物質(zhì)的水平而進(jìn)一步傳遞病