水稻OsPDR5基因在抗病反应中的功能分析

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shujun2000
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植物多效耐药性(pleiotropic drug resistance,PDR)蛋白是ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC)G家族的一个亚族,该类蛋白参与多种生理过程,包括宿主-病原菌互作、植物生长发育和离子转运等。水稻OsPDR5属PDR这一分支成员。已有文献报道OsPDR5蛋白在酵母中异源表达后具有镉外排的功能,但该基因参与镉转运的机制尚不清楚。目前,尚无OsPDR5基因在水稻-病原菌互作及植物生长发育方面的研究报道。为了探究OsPDR5基因的生物学功能,我们分析发现该基因受白叶枯病菌诱导表达,亚细胞定位显示其蛋白定位于细胞膜上,同时获得了OsPDR5基因的过量表达、抑制及敲除突变体材料。对OsPDR5基因的遗传材料接种白叶枯病菌和细菌性条斑病菌,发现过量表达OsPDR5基因能够增强水稻对白叶枯病菌和细菌性条斑病菌的抗病性。这些结果表明OsPDR5基因正向调控水稻对白叶枯病菌和细菌性条斑病菌的抗病性。过量表达OsPDR5基因的植株出现矮化和早衰的表型,叶片出现类病斑的表型,以及叶片中叶绿素含量降低,并伴随着过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的积累。此外,叶片中一些衰老相关基因的表达水平也受到不同程度的影响。根据以上结果,表明OsPDR5基因可能参与调控植株的生长发育过程。不同浓度的镉处理过量表达、抑制及敲除突变体植株后接种白叶枯病菌,发现过量表达OsPDR5基因仍保持增强水稻对白叶枯病菌抗病性的功能。但随着镉浓度的增加,白叶枯病菌生长受到抑制。这些结果表明OsPDR5蛋白可能会通过转运镉来抑制白叶枯病菌的生长以此来参与抗病。
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