自噬在小麥?zhǔn)苋~銹菌侵染誘發(fā)的過敏性細(xì)胞死亡中的作用.pdf

1、過敏性反應(yīng)(hypersensitive reaction，HR)是植物抗病原物侵染的重要形式之一，即病原物侵染部位的細(xì)胞迅速死亡，產(chǎn)生枯斑(necrotic lesion)，使病原物無法得到營養(yǎng)而死亡，因此病原物被限制在特定的區(qū)域而不能擴(kuò)展。同時(shí)，HR必須通過特定的生理機(jī)制被精準(zhǔn)的限制在一定區(qū)域，以便讓寄主的損傷最小。但這一調(diào)控機(jī)制至今尚不清楚。自噬(autophagy)，是指細(xì)胞在營養(yǎng)短缺或受到外界刺激條件下，通過降解細(xì)胞內(nèi)衰老的蛋

2、白質(zhì)、受到破壞的細(xì)胞器和細(xì)胞結(jié)構(gòu)，為細(xì)胞的修復(fù)、重建和再生供應(yīng)必需的原料，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)的再循環(huán)和再利用，是生物一種重要的保護(hù)和防御機(jī)制。自噬在植物中的功能正不斷被揭示，尤其在免疫反應(yīng)中的作用，更是引起了人們的廣泛關(guān)注。有關(guān)自噬在HR中的作用目前存在兩種截然不同的看法:自噬保護(hù)并延緩細(xì)胞死亡和自噬加速細(xì)胞的死亡。當(dāng)前的研究結(jié)果顯示上述這兩種假說都有試驗(yàn)支持，主要在于細(xì)胞的類型、刺激的方式和細(xì)胞的生長發(fā)育狀態(tài)。小麥抵抗葉銹菌侵染時(shí)，也會(huì)誘發(fā)

3、大量HR，這一過程是否有自噬參與呢？如果參與了，它又起到什么作用呢？
　　本文以小麥-葉銹菌互作為研究體系，利用小麥(Triticum aestivum L.)品種‘洛夫林10’和葉銹菌(Puccinia triticina)生理小種260、165組成親和和不親和組合，研究自噬在葉銹菌侵染小麥而誘發(fā)的HR中的作用。通過組織學(xué)觀察和透射電鏡（transmission electron microscope，TEM）的超微結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)

4、，寄主細(xì)胞的HR誘發(fā)是吸器母細(xì)胞直接接觸葉肉細(xì)胞后才發(fā)生的，并且發(fā)生HR的細(xì)胞并未向鄰近細(xì)胞擴(kuò)散，即發(fā)生HR的細(xì)胞是受到精準(zhǔn)調(diào)控的。接下來著重對(duì)發(fā)生HR的細(xì)胞與鄰近細(xì)胞交界處細(xì)胞壁上的胞間連絲（plasmodesmata，PD）進(jìn)行了觀察，并通過注射胼胝質(zhì)(callose)合成抑制劑DGG（2-脫氧-D-葡萄糖，2-deoxy-D-glucose）后觀察發(fā)生HR的面積變化，結(jié)果表明胼胝質(zhì)和胞間連絲可能未參與HR細(xì)胞和鄰近細(xì)胞間的信號(hào)物質(zhì)

5、運(yùn)輸?shù)目刂啤Ｒ宰允尚纬蛇^程中的標(biāo)志性基因ATG6為檢測目標(biāo)，通過實(shí)時(shí)定量PCR和蛋白免疫印跡技術(shù)(western blotting)，從RNA和蛋白質(zhì)水平證實(shí)了HR發(fā)生過程中有自噬的參與。通過自噬專一性熒光染色結(jié)合激光掃描共聚焦顯微鏡(confocallaser scanning microscope，CLSM))觀察和透射電鏡觀察，分別在光鏡水平（活體）、電鏡水平下對(duì)不親和組合中受侵染細(xì)胞及其周圍細(xì)胞中的自噬進(jìn)行了結(jié)構(gòu)觀察，結(jié)果顯示，

6、在發(fā)生HR的葉肉細(xì)胞中，無論是初期還是后期，都能觀察到自噬體結(jié)構(gòu)的存在。為探究自噬在HR發(fā)生過程中的功能，本文通過病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)(virusinduced gene silencing，VIGS)沉默自噬形成過程中的關(guān)鍵性基因ATG6，導(dǎo)致了葉銹菌誘發(fā)的HR面積出現(xiàn)了擴(kuò)展。自噬在HR誘發(fā)早期被大量誘導(dǎo)，通過包裹細(xì)胞內(nèi)容物進(jìn)而降解的方式來加速HR的進(jìn)程，即起到加速細(xì)胞死亡的作用。本文結(jié)果有利于我們更好的理解自噬在植物免疫應(yīng)答過程中