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NO信号在大豆抗SMV过程中的作用机理探索
【机构】 河北农业大学河北省植物生理与分子病理学重点实验室；
【摘要】 实验室前期工作证明,肼胝质在胞间连丝上沉积是大豆[Glycine max(L.)Merr.]抵抗大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus,SMV)进行胞间转移的关键因素,并通过药物学试验进一步证明一氧化氮(Nitric oxide,N0)作为重要的信号分子对胼胝质的沉积有一定调控作用。本研究选取大豆品种‘冀豆7号’与SMV株系SC-8组成亲和组合(J7×SC-8),与SMV株系N3组成不亲和组合(J7×N3),结合多种药物学试验和病毒接种试验,从转录水平和蛋白水平初步探讨大豆在抵抗SMV过程中NO信号通路的作用机制。通过试验发现N0信号通过调控胼胝质合酶(callose synathase,CalS)和胼胝质水解酶(β-l,3-glucanase,BG)表达水平,并通过S-亚硝基化(S-nitrosylation)作用调控胼胝质水解酶活性,从转录水平和蛋白水平对胼胝质积累进行多重调控,进而通过胼胝质在胞间连丝上的积累阻断SMV的胞间扩散。具体结果如下:1、转录组数据显示,在接种病毒前单纯的药物学处理清除掉N0信号,对植物病原互作(Plant-pathogen interaction)和激素信号转导(Plant hormone signal transduction)通路上很多基因已经产生了重要凋控作用。接种后4h,差异表达基因主要富集在剪接体(Spliceosome)和内吞作用(Endocytosis)。在接种后12h、24h和48h,差异表达基因在植物病原互作通路上有较多的富集,同时很多被富集到代谢(metabol ic)和次级代谢合成(Biosynthesi s of secondary metabolites)通路上,说明在这一阶段大豆已经全面启动了病毒防御机制。2、转录组数据和实时定量结果显示,在不亲和组合中,NO信号能够促进肼胝质合酶基因的表达,而抑制胼胝质水解酶基因的表达,S-亚硝基化水平检测显示不亲和组合比亲和组合S-亚硝基化水平更高。同时质谱鉴定表明,肼胝质水解酶恰恰是S-亚硝基化靶蛋白。揭示了胼胝质水解酶在转录水平和蛋白水平受到N0信号调控。3、单独注射细胞内N0供体GSNO就能够诱导胼胝质产生。胼胝质水解酶作为S-亚硝基化的靶蛋白,其活性检测试验证明施加S-亚硝基化抑制剂能够增强胼胝质水解酶活性,而施加GSNO能够降低其酶活性,说明胼胝质水解酶的活性受到S-亚硝基化状态调控。
- 【会议录名称】 2017第七届泛环渤海生物化学与分子生物学会学术交流会论文集
- 【会议名称】2017第七届泛环渤海生物化学与分子生物学会学术交流会
- 【会议时间】2017-08-21
- 【会议地点】中国吉林长春
- 【分类号】S435.651
- 【主办单位】北京市生物化学与分子生物学会、天津市生物化学与分子生物学会、河北省生物化学与分子生物学会、山西省生物化学与分子生物学会、内蒙古生物化学与分子生物学会、辽宁省生物化学与分子生物学会、吉林省生物化学与分子生物学会、黑龙江省生物化学与分子生物学会、山东省生物化学与分子生物学会