Gα亚基参与细菌信号分子AHL调控植物抗病的信号转导途径

【作者】 刘方； 边子睿； 贾振华； 宋水山；

【机构】 河北省科学院生物研究所；

【摘要】 N-酰基高丝氨酸内酯（N-acylhomoserine lactones,AHLs）是革兰氏阴性细菌群体感应系统中的胞间通讯信号分子,是介导真核生物和原核细菌之间信息交流的媒介。目前研究表明,AHLs能够诱导拟南芥水杨酸（SA）和乙烯（ET）依赖的防御基因的表达增强,植物体内防御标志酶的活性提高,H₂O₂的积累增加,从而诱导植物系统抗性以增强植物的抗病性。但是目前对AHL诱导的植物抗病免疫反应中,植物如何感应AHL以及AHL信号的下游转导机制还不明确。作为细胞质膜上重要的跨膜信号转导分子,异三聚体G蛋白在植物生长发育过程中发挥着重要作用,我们实验室前期研究已经表明G蛋白信号转导系统在AHL信号分子促进植物主根生长过程中起关键作用。实验继续探索了G蛋白信号转导系统在高丝氨酸内酯信号分子诱导植物抗病过程中的作用。我们的研究结果显示:在野生型Ws中,外源添加信号分子（3OC6-HSL和3OC8-HSL）能减少细菌在植物叶片内定殖的,诱导抗病基因表达量增加,出现过敏性细胞坏死以及氧暴发这些早期的细胞防卫反应;对Gα亚基缺失突变体（gpa1-1、gpa1-2）的研究显示,接种信号分子后叶片内定殖的菌落数目、抗病基因表达量和细胞防卫反应都与野生型Ws差别不显著,Gα的缺失不影响信号分子的作用;而Gα过表达品系的叶片内定殖的菌落数目与野生型Ws和突变体相比显著降低,叶片氧暴发和细胞坏死数量也相对减少,表明Gα亚基的过量表达可能能诱导更加强烈的抗病反应。初步结果说明,Gα亚基有可能参与了植物抵御病原菌入侵的生理过程,并且很可能对这一过程起着调控作用。但植物感受信号分子以及这之后具体的下游信号转导和放大机制还不甚明了,有待进一步研究。更多还原