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在自然界中,植物通过建立多层次的免疫防御体系抵御外来病原菌的入侵,其中,植物抗病蛋白通过对病原菌无毒蛋白的特异性识别,激活抗病反应介导小种专化性抗性。这类抗性往往伴随有局部的细胞死亡或称过敏反应(hypersensitiveresponse,HR)。大多数植物抗病基因编码包含核苷酸结合结构域(nucleotidebindingdomain,NB)和富含亮氨酸重复结构域(leucine-richrepeatdomain,LRR)的蛋白,被称为NB-LRR类型抗病蛋白。大麦抗白粉病位点A(Mlalocus)上的等位基因Mla呈现高度多态性,包含近30个白粉病抗病等位基因,它们编码的MLA属于CC-NB-LRR类型的抗病蛋白。 通过建立农杆菌介导的本生烟叶片中瞬时表达抗病蛋白MLA全长或片段并检测其引发细胞死亡的表型体系,系统地研究MLA10蛋白结构与引发细胞死亡功能之间的关系。在本生烟中的研究表明,MLA10CC结构域能引发细胞死亡,而且CC结构域所引发的细胞死亡受到CC和NB结构域中保守基序以及LRR结构域的调节。定点突变的结果表明,CC结构域中氨基酸序列的保守性对其引发细胞死亡的功能非常重要,并且发现F99E位点氨基酸的替换引发MLA10蛋白自身激活导致细胞死亡。在MLA10保守基序中的突变表明,CC结构域的‘EDVID’和NB中的p-loop基序的完整性是MLA10引发细胞死亡功能所必需的,而NB-ARC中的‘MHD’中的突变导致MLA10自激活引发细胞死亡。利用烟草脆裂病毒(tobaccorattlevirus,TRV)载体介导的基因沉默技术沉默烟草中SGT1、HSP90和RAR1基因,发现MLA10蛋白引发细胞死亡的功能也依赖分子伴侣组份SGT1和HSP90,但不依赖RAR1。这些结果说明MLA10引发的细胞死亡受到自身结构域和基序以及其它蛋白的严谨调控。 通过构建MLA10接上核定位信号(nuclearlocalizationsequence,NLS)或出核信号(nuclearexportsequence,NES)的融合蛋白并在烟草中表达改变MLA10融合蛋白在细胞内的亚细胞分布,发现完全定位于细胞核内的MLA10不能引起细胞死亡,而定位于细胞质中的MLA10引发强烈的细胞死亡。在大麦中功能分析结果表明,定位于细胞核中的MLA10虽然不能引发细胞死亡,但是依然足以介导对白粉菌的抗性;而定位于细胞质中的MLA10能够引起强烈的细胞死亡,虽然之前已报道它们对白粉菌不具备抗性。进一步通过构建表达抗病蛋白MLA10或MLA10-YFP融合蛋白后接糖皮质激素受体(glucocorticoidreceptor,GR)激素结合结构域的融合蛋白,这些MLA10-GR或MLA10-YFP-GR融合蛋白与细胞质中包含HSP90的复合体结合并滞留在细胞质中,发现它们依然在烟草中引发细胞死亡,进一步证明了MLA10在细胞质中引发细胞死亡。这些研究结果表明,定位于细胞核内的MLA10不能引发细胞死亡,但足以介导对白粉的抗性,定位于细胞质中的MLA10能够引发细胞死亡,但不足以介导对白粉病的抗性,这说明MLA10的抗病功能和引发细胞死亡的功能是可以区分开的。