【摘 要】
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在全球范围内,由重要作物病原体引起的疾病对农业生产和环境产生了巨大的负面影响,严重影响了粮食产量和生物多样性。植物在长期的进化过程中形成了复杂的防御机制来抵抗病原体的感染,而病原体也协同进化出规避防御的策略,了解植物-病原体相互作用的机制,将帮助我们培育抗病作物,减轻病原体对全球粮食生产的挑战。大量研究表明,植物病原体利用气孔作为主要入口,当发现微生物病原体时,气孔保卫细胞通过降低细胞膨压作为先天
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在全球范围内,由重要作物病原体引起的疾病对农业生产和环境产生了巨大的负面影响,严重影响了粮食产量和生物多样性。植物在长期的进化过程中形成了复杂的防御机制来抵抗病原体的感染,而病原体也协同进化出规避防御的策略,了解植物-病原体相互作用的机制,将帮助我们培育抗病作物,减轻病原体对全球粮食生产的挑战。大量研究表明,植物病原体利用气孔作为主要入口,当发现微生物病原体时,气孔保卫细胞通过降低细胞膨压作为先天免疫反应驱动气孔关闭,另一方面,一些致病物种进化出毒性因子（如冠菌素）来逃避先天免疫系统,逆转气孔关闭,从而进入叶片内部,获得有利于病原体增殖的营养物质。目前,对植物-病原体相互作用调控机制的了解还尚不全面。丁香假单胞菌（Pseudomonas.syringae pv tomato,Pst）是一类广泛存在的革兰氏阴性植物病原菌,可对多种寄主作物造成危害,已经成为研究植物免疫反应的模型病原体,而Pst DC3000是Pst的模式种。本研究利用最新报道的拟南芥保卫细胞提取和分离方法,系统分析了气孔与Pst DC3000互作过程中蛋白质组和代谢组的动态变化,具体结果如下:（1）将撕取法和机械破碎法富集的拟南芥保卫细胞分别与Pst DC3000细菌悬液一起孵育,观察到两种方法富集的保卫细胞均具有响应活性,撕取法富集的保卫细胞气孔关闭的时间略晚,可能与载体胶带有关,影响了保卫细胞的响应速度,而两种保卫细胞在处理180 min均受Pst DC3000产生冠菌素的诱导再次打开。（2）为了确定细菌病原体入侵保卫细胞蛋白质组的变化,分别对处理30 min、60min和180 min蛋白质样品进行了非标记（label free）蛋白质组学分析。通过差异表达蛋白的功能和代谢通路分析,获得了植物-病原体相互作用过程中重要的候选蛋白,包括信号转导相关蛋白、转录因子、细胞壁蛋白、蛋白水解相关蛋白、谷胱甘肽S-转移酶、致病相关蛋白、热休克蛋白和次生代谢相关蛋白。部分差异表达蛋白的q RT-PCR分析表明,转录本的变化与蛋白质水平的变化并不一致,蛋白质组分析对于从蛋白水平上破译植物响应微生物病原菌侵染的生物胁迫的分子机制很重要。（3）利用广泛靶向代谢组检测分析方法,对拟南芥保卫细胞响应Pst DC3000侵染30 min和180 min的代谢物进行定性定量的研究。通过代谢通路分析,我们发现次生代谢物的合成和水解可能在30 min病原菌诱导的气孔关闭中发挥重要作用,而180min氨酰-t RNA和氨基酸含量的降低可能与细菌病原体获取营养并逃避防御有关。
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