[发明专利]一种调控过敏性细胞死亡基因在调控植物抗性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及调控过敏性细胞死亡基因在调控植物抗性中的用途，具体涉及NbALY916基因增强植物抗性的用途，以及通过NbALY916基因沉默构建植物感病模型的方法。 

背景技术

植物病原菌产生的激发子是一类重要的信号分子，能模仿非亲和互作中植物与病原菌进行信号交流，启动不同的级联信号途径，诱发植物的防卫反应(Lamb&Dixon，1997；Ali et al.，2007)。与此同时，植物细胞识别激发子后，能引起胞质Ca²⁺浓度增加、氧进发、NO积累、激活蛋白激酶MAPK及CDPK(Garcia-Brugger et al.，2006)，经过一系列的信号传递，最终导致过敏性细胞死亡(hypersensitive cell death，HCD)和气孔关闭(Allan&Fluhr，1997；Lee et al.，1999；Nürnberger et al.，2004；Dong et al.，2005；张正光等，2007)，以抵抗病原菌的入侵。 

ALY是一类核定位蛋白家族，广泛存在于植物、酵母、线虫、果蝇及哺乳类动物等各种生物体中，具有高度的保守性(Bruhn et al.，1997；Storozhenko et al.，2001；Uhrig et al.，2004；Canto et al.，2006)。在动物细胞中，常含有1个或2个ALY基因，如人类中只有1个，小鼠和果蝇中各有2个。它是一种转录共激活剂，可以作为分子伴侣来提高DNA结合蛋白之间的相互作用；与此同时，它还与基因的转录、mRNA的剪切和输出有关(Bruhnet al.，1997；Zhou et al.，2000；Uhrig et al.，2004；Canto et al.，2006)。在植物细胞中，含有更多的ALY基因：拟南芥中有4个；本氏烟中也有4个，分别为NbALY916、NbALY615、NbALY617和NbALY1693，而本研究中从本氏烟(Nicotiana benthamiana)cDNA文库筛选出的14-4基因片段经测序发现为NbALY916基因序列中的一部分，同源性100％。有研究报道，ALY蛋白可以与番茄丛矮病毒(Tomato Bushy Stunt Virus，TBSV)编码的P19蛋白互作，将其运输至细胞核内，从而威胁其抑制转录后基因沉默的作用机制，但它们在植物体中的功能却不得而知(Scholthof et al.，1995；Lakatos et al.，2004；Uhrig et al.，2004；Cantoet al.，2006)。因此，克隆NbALY916基因，进一步研究清楚其在调控烟草过敏性细胞死亡(hypersensitive cell death，HCD)方面的作用机制，对揭示植物ALY蛋白家族的功能具有重要价值。 

丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)级联途径作为真核细胞中非常保守的信号传导途径之一，将来自上游胞外的信号通过级联放大传递给下游，一般通过MAPKKK、MAPKK、MAPK三个保守的激酶磷酸化进行信号传递(MAPK Group，2002；Schwartz&Madhani，2004；Nakagami et al.，2005；Bardwell，2005；Ikner&Shiozaki， 2005；Mishra et al.，2006)。经本研究室证明，MAPKKKα、MEK2、WIPK和WRKY2四个基因沉默后均可抑制激发子Nep1诱导的HCD；MAPKKKα-MEK2-WIPK-WRKY2介导激发子Nep1诱导的HCD，而不参与激发子harpin和boehmerin诱导的HCD(结果未发表)。该结果证明了MAPK级联途径在激发子信号传导途径中具有重要作用。