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本实验以大丽轮枝菌毒素(Verticillium dahliae toxins，VD-toxins)和模式植物拟南芥为材料，研究VD-toxins与拟南芥互作过程中，一氧化氮(NO)信号和微管骨架的动态变化及两者的相互关系，为了解VD-toxins的信号转导途径及寄主植物与大丽轮枝菌的互作机理奠定基础。
NO作为一种信号分子参与植物与病原菌的互作已经被普遍承认。但是有关NO的来源，尤其是植物与病原菌互作中的NO来源仍然存在争议。我们利用confocol，采用DAF-2DA荧光探针标记NO，对VD-toxins诱导拟南芥野生型、Atnosl和nia1，nia2突变体中NO的变化过程进行研究。结果发现：Atriosl突变体和野生型在VD-toxins的作用下有NO的快速爆发，且两者爆发的动力学特征曲线相似；而nia1，nia2突变体中只检测到弱的NO荧光。外加NO合成抑制荆处理的结果表明，硝酸还原酶(NR)的抑制剂完全阻断VD-toxins诱导的NO爆发，而一氧化氮合酶(NOS)抑制剂只能部分的减弱VD-toxins诱导的DAF-2DA荧光。进一步利用磺胺染色法分析VD-toxins对NR活性的影响，结果发现：VD-toxins诱导Atnosl突变体中NR活性升高9.3倍；VD-toxins诱导野生型拟南芥中NR活性升高5.5倍：而nia1，nia2突变体中NR活性在VD-toxins处理前后没有明显变化。以上结果表明，VD-toxins处理能够强烈诱导拟南芥产生NO，并且NO的产生主要来源丁NR途径，NOS途径是NO产生的次要途径。
植物细胞对外界生物或非生物的胁迫做出反应时，微管骨架动态转变，这对植物本身具有重要的意义。我们利用confocol观察GFP标记tubulin的拟南芥野生型和Atnosl突变体，在VD-toxins处理前后微管骨架的动态变化。结果发现：VD-toxins处理引起拟南芥叶片表皮细胞的微管骨架发生解聚，解聚程度随处理时间的延长而加剧；且Atnosl突变体的微管解聚程度比野生型的更剧烈。药理学分析发现：外加NO的吞噬剂(cPTIO)和1NR的抑制剂(Tungstate)处理可以减弱VD-toxins对微管骨架的破坏作用；但微管的解聚剂(Oryzalin)和稳定剂(Taxol)不影响VD-toxins诱导的NO爆发。这些结果表明，VD-toxins处理能诱导微管骨架发生动态改变，且微管的动态改变受NO信号的调控。
PR-1基因(编码病程相关蛋白)的表达是植物防卫反应的标志性特征。为了分析拟南芥抗VD-toxins的反应中NO信号和微管骨架的动态变化与防卫反应间的作用关系，我们利用Real timePCR的技术分析了VD-toxins及相关药物作用下PR-1基因的差异表达。结果发现：VD-toxins诱导PR-1基因的表达急剧上调，其中Atnosl突变体增加190倍，野生型增加133倍：在VD-toxins处理的同时，分别加入NO的吞噬剂以及微管的稳定剂(Taxol)均降低VD-toxins诱导的PR-1基因的转录水平。
综上所述，我们认为，在VD-toxins与拟南芥的互作中，VD-toxins处理能诱导内源NO的大量释放、微管骨架的动态变化和IPR-1基因表达增强，且三者之间存在密切关系。可能的作用机制是：VD-toxins诱导的内源NO的释放是早期的信号分子，微管骨架作为信号的中间体能够感受NO信号，并通过其解聚和聚合的动态变化传递信号，激活下游的PR-1基因的表达，进而启动植物的防卫反应。