發(fā)布時間：2020-07-01 14:29

【摘要】：植物細胞質膜上存在很多模式識別受體(Pattern Recognition Receptors,PRRs)能夠識別來自于病原微生物一些保守的分子模式,這些分子模式被稱為病原微生物相關分子模式(Pathogen-associated Molecular Patterns,PAMPs),例如擬南芥模式識別受體 FLS2 和 EFR 能夠識別病原細菌的鞭毛蛋白N端22個氨基酸殘基(flg22)和翻譯延伸因子N端的18個氨基酸殘基(elfl8),LYK5能夠識別真菌細胞壁來源的幾丁質組分(chitin)。PRR蛋白通過識別病原微生物的PAMP來感知病原微生物的入侵并激活植物免疫系統,這種由PAMP激活的免疫反應稱為PTI免疫反應(PAMP-triggered Immunity)。PRR在感知到PAMP后能夠激活一系列的PTI免疫反應,包括細胞質膜上活性氧(ROS)的爆發(fā)、胞外鈣離子內流、MAPK和CDPK信號通路的激活等。這些免疫反應的激活能夠使植物對病原微生物的入侵產生抗性。病原微生物能夠向宿主細胞內分泌效應蛋白(effector),這些效應蛋白能夠抑制植物免疫系統的激活,對于病原微生物致病性至關重要。植物細胞中一類抗性蛋白(Resistance,R)能夠識別病原微生物效應蛋白并激活更為強烈的效應蛋白誘導的免疫反應(Effector-triggered Immunity,ETI)。黃瓜花葉病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)是單鏈正義RNA病毒,能夠侵染多種植物并對植物的生長發(fā)育造成很大的危害,其中CMV-SD株系能夠侵染模式植物擬南芥和煙草。黃瓜花葉病毒基因組包含RNA1、RNA2和RNA3三條RNA鏈,其中RNA3編碼外殼蛋白(Coat Protein,CP)和運動蛋白(Movement Protein,MP)。我們通過農桿菌介導的瞬時表達和穩(wěn)定轉化體系在煙草和擬南芥中表達CMV-SD株系的MP和CP蛋白,檢測了在這些植株中PTI和ETI免疫反應的激活是否受到影響。實驗發(fā)現,在表達MP的煙草和擬南芥中,PTI免疫反應的激活受到明顯抑制。Flg22、elf18和chitin誘導的活性氧爆發(fā)在表達MP的煙草和擬南芥中都有明顯降低。在表達MP的擬南芥轉基因植株中,flg22和elf18誘導的免疫抗性激活也受到抑制,對丁香假單胞菌Pst DC3000 hrcC的侵染也更加敏感。而在表達CP蛋白的煙草和擬南芥中,植物PTI免疫反應的激活并未受到影響。我們同時發(fā)現,植物ETI免疫反應的激活在表達CP和MP的煙草和擬南芥中都不受影響。進一步研究發(fā)現,MP并不影響免疫受體的穩(wěn)定性以及上游免疫信號的激活,但flg22誘導的下游免疫相關基因的表達明顯受到抑制,推測MP可能作用于免疫傳導下游信號組分。我們進一步通過蛋白免疫沉淀和質譜鑒定相結合的手段找到大量MP互作候選蛋白,進一步說明MP可能通過靶向植物細胞內組分來抑制植物免疫反應。綜上,我們的研究發(fā)現了黃瓜花葉病毒運動蛋白抑制植物免疫反應的新機制,對我們更加清楚的理解黃瓜花葉病毒致病機理有重要意義。
【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S432.41
【圖文】：

Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ邋Ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ，ＰＲＲ）感知病原微生物或微生物一些比較保守的分子模式并激活下游免疫逡逑反應。另外一種策略是通過感知病原微生物分泌的效應蛋白（ｅｆｆｅｃｔｏｒｓ）來激活下游免疫反應逡逑（Ｊｏｎｅｓ邋ａｎｄ邋Ｄａｎｇｌ，２００６）。如圖１－１所示，病原微生物能夠通過多種策略實現對植物的侵染，病原逡逑微生物可以通過植物葉片表面的多種孔道，如氣孔和水等天然孔道進入到植物體內，也可能通逡逑過植物表面的傷口對植物進行侵染，或者通過吸器和口針等方式直接從植物體攝取養(yǎng)分（Ｄａｎｇｌ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２０１３）。植物細胞表面有很多ＰＲＲ蛋白，這些ＰＲＲ蛋白能夠識別來自病原微生物一些保守的逡逑分子模式，如細菌鞭毛蛋白和真菌細胞壁組分幾丁質，這些分子模式被稱為病原微生物或微生物逡逑相關分子模式（Ｐａｔｏｈｇｅｎ／Ｍｉｃｒｏｂｅ－ａｃｃｏｃｉａｔｅｄ邋Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋Ｐａｔｔｅｒｎｓ；邋ＰＡＭＰｓ／ＭＡＭＰｓ）。我們把這種植逡逑物通過對ＰＡＭＰ的識別而激活的免疫反應稱為ＰＡＭＰ激活的免疫反應（ＰＡＭＰ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ邋Ｉｍｍｕｎｉｔｙ，逡逑ＰＴＩ）邋（Ｃｏｕｔｏ邋ａｎｄ邋Ｚｉｐｆｅｌ，２０１６；邋Ｄｏｄｄｓ邋ａｎｄ邋Ｒａｔｈｊｅｎ，邋２０１０；邋Ｔａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ”邋２０１７；邋Ｙｕ邋ｅｔ邋ａｌ”邋２０１７）。ＰＲＲ邋感知逡逑到ＰＡＭＰ后能夠激活下游一系列免疫相關信號傳導途徑和免疫反應，例如ＰＡＭＰ能夠在短時間內逡逑誘導活性氧的大量爆發(fā)

括受體類激酶（Ｒｅｃｅｐｔｏｒ－ｌｉｋｅ邋Ｋｉｎａｓｅ，邋ＲＬＫ）和受體類蛋白（Ｒｅｃｅｐｔｏｒ－ｌｉｋｅ邋Ｐｒｏｔｅｉｎ，ＲＬＰ）。ＲＬＫ？蛋白是逡逑具有單次跨膜結構域的蛋白，其胞外結構域比較復雜多變，包含多種不同的結構，最常見的包括逡逑ＬＲＲ結構域、ＬｙｓＭ結構域和Ｓ－ｌｅｃｔｉｎ結構域等（圖１－４），胞外結構域主要負責對配體的識別。逡逑胞內是激酶結構域，能夠通過蛋白枺酸化實現對胞外信號的傳遞和調控（Ｃｏｕｔｏ邋ａｎｄ邋Ｚｉｐｆｅ丨，２０１６；逡逑Ｌｉ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１６ｂ；邋Ｔａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋２０１７；邋Ｚｉｐｆｅｌ邋ａｎｄ邋Ｏｌｄｒｏｙｄ，邋２０１７）。ＲＬＰ邋蛋白與邋ＲＬＫ邋蛋白的胞外結構域類逡逑似，但ＲＬＰ蛋白缺少像ＲＬＫ蛋白一樣的胞內激酶結構域，因此ＲＬＰ蛋白信號向下游的傳遞需要逡逑其他蛋白激酶的輔助。逡逑細菌鞭毛蛋白是研究最為成熟的ＰＡＭＰ，擬南芥ＬＲＲ－ＲＬＫ邋ＦＬＳ２能夠識別鞭毛蛋白Ｎ短２２逡逑個氨基酸的短肽序列（ｆｌｇ２２）邋（Ｇ６ｍｅｚ－Ｇ６ｍｅｚ邋ａｎｄ邋Ｂｏｉｌｅｒ，邋２０００；邋Ｇ６ｍｅｚ－Ｇ６ｍｅｚｅｔａｌ．，１９９９），因此在逡逑科學實驗中，往往用ｆｌｇ２２代替鞭毛蛋白開展研宄工作。ＦＬＳ２對ｆｌｇ２２的識別依賴于細胞質膜上逡逑另外一個邋ＬＲＲ－ＲＬＫ邋ＢＡＫ１邋蛋白的參與（Ｃｈｉｎｃｈｉｌｌａ邋ｅｔ邋ａｌ．

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