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植物体在生长发育中不断接受外界环境及体内细胞间的各种刺激,引发一系列信号转导途径,并做出相应的生理生化反应。在这些信号转导途径中,受体激酶或类受体激酶担当着一个极为重要的角色。鉴于蛋白激酶的重要性和特殊性,蛋白激酶底物的筛选一直是人们关注的研究热点。本文从抗稻瘟病类受体激酶Pi-d2的酵母双杂交筛选的结合蛋白出发,开展的工作主要是体外磷酸化验证及初步的功能分析;同时研究了这些元件与抗白叶枯病受体激酶XA21的相互关系;另外,进一步开展了激酶底物Pib3(OC-I,编码半胱氨酸蛋白酶抑制剂)及其同源蛋白质OC-II的生化及表达分析。论文主要结果总结如下:1.利用酵母双杂交技术,宋文源实验室筛选获得了12个Pi-d2的结合蛋白质,本实验通过磷酸化分析,发现Pib1的C端、Pib3、Pib4和Pib8等不但能被Pi-d2磷酸化,也能被XA21磷酸化,为不同抗病基因介导的抗病途径的重叠提供初步的证据。2. Pib1编码蛋白质是泛素系统中决定底物特异性识别的E3连接酶,包括一个U-box结构域,5个Arm结构域。U-box结构域对于促进底物蛋白泛素化降解,在细胞内异常蛋白质的降解及质量控制方面发挥着重要的作用。本文研究表明Arm结构域与激酶可以发生相互作用。这可能预示着Pib1有可能通过激酶的磷酸化启动细胞死亡与抗性功能。3. Pib3编码水稻半胱氨酸蛋白酶抑制剂,生化实验证明,Pib3可以有效地抑制半胱氨酸蛋白酶,抑制率为50%。植物有时会通过蛋白酶抑制剂阻止病原菌蛋白酶对寄主组织的降解,使其营养不足,生长受阻,从而达到抗病的目的。4. Pib4编码丝氨酸家族蛋白酶抑制剂,也和Pib3一样,有可能参与植物的发育调节和抗病防御反应。5.Pib8是MAPKKK家族成员,本文发现的磷酸化证据支持其可能参与植物(类)受体激酶调控的抗病途径。6.水稻中有12个半胱氨酸蛋白酶抑制剂(OC-I至OC-XII),本文同时初步开展了OC-II的生化特性分析,结果表明,OC-II能与抗白叶枯病菌受体激酶XA21体外相互结合。进一步开展RNAi、超表达将有助于阐明其生物学功能。本文鉴定了多个受体激酶的底物,并发现了它们与受体激酶的体外结合,为其功能研究奠定了良好的基础。