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植物内源小分子多肽作为一类新的激素逐渐被人们所认识,并在调节植物生长发育和响应外界胁迫等生理过程中发挥重要作用,因此,对多肽类激素参与的调控功能和分子机理进行研究,具有重要的意义。本研究通过分析细菌鞭毛蛋白N端可以触发植物天然免疫的22个氨基酸的小肽(flg22)诱导的基因芯片数据,鉴定出了多个能够被flg22诱导上调表达的小分子多肽前体基因。其中,一个功能未知的基因IDL6(IDA Like6,At5g05300)在同源比对分析上属于IDA基因家族6个成员中的一个。序列分析显示,IDA家族蛋白多肽为分泌肽,其N端具有信号肽,在C端为保守的包含约18个氨基酸的序列。信号肽和保守区之间为序列保守性低的可变区。 通过病原菌Pst DC3000诱导发现,IDL6同样能够被显著诱导上调表达,IDL6转录受到flg22和病原菌的诱导,预示着该基因参与植物免疫反应,为了分析IDL6执行的具体生理功能,我们首先对IDL6的表达模式进行了分析。结果显示,IDL6在拟南芥中具有广泛的表达,尤其在叶片中表达量更高。为了进一步研究IDL6的功能,我们构建了IDL6的过表达株系和RNA干扰株系。通过细菌生长实验发现,IDL6过表达株系对Pst DC3000的抗性减弱,IDL6的RNA干扰株系对Pst DC3000的抗性增强。进一步的研究发现,IDL6能够诱导多聚半乳糖醛酸酶基因ADPG2的表达,从而增加半乳糖醛酸酶的活性,降低了叶片细胞壁中果胶含量,也降低了叶片强度,减弱了细胞壁在免疫过程中的防御作用。ADPG2过表达株系减弱了对Pst DC3000的抗性,而adpg2突变体增加了对PstDC3000的抗性。通过Pst DC3000诱导发现,ADPG2能够被病原菌诱导上调表达,且这一过程受HAE/H SL2的影响。综上所述,IDL6-HAE/HSL2信号通路能够降低细胞壁的果胶含量影响细胞壁,从而降低拟南芥对PstDC3000的抗性,而Pst DC3000能够通过控制IDL6-HAE/HSL2-ADPG2信号通路从而增强自身的感染能力。 多肽类激素不仅在调控植物免疫信号中起作用,在影响植物生长发育的过程中也扮演着重要的角色。相关研究已经证明IDA多肽能够影响侧根的发育。在我们的研究中,我们发现IDL6能够抑制拟南芥的主根伸长。通过研究分析发现,在IDL6OE转基因株系中,分生区的大小相对于野生型明显的减小,而IDL6KD和过表达株系相反,说明IDL6能够通过抑制分生区的正常发育而影响根的生长,而且这一生理功能同样依赖于受体HAE和HSL2。通过生长素标记DR5rev∶GFP和pCYCB1;1∶GUS显示,分生区部位的生长素信号减弱,细胞分裂活性降低。另一方面,与细胞分化相关的基因SHY2在过表达株系中显著的被诱导上调表达。综上所述,IDL6通过影响生长素和细胞分裂素信号通路,从而影响了根尖分生区细胞的分裂和分化过程,进而影响了拟南芥根的生长发育。 综上所述,IDL6作为一个小分子多肽调控因子,一方面能够通过受体HAE和HSL2影响细胞壁中果胶含量的变化来影响细胞壁的重建过程,进而调控拟南芥的形态发育,并参与拟南芥对病原菌的免疫过程;另一方面,IDL6还可以通过受体HAE和HSL2影响生长素和细胞分裂素信号通路,从而影响根尖分生区细胞分裂和分化的过程,进而影响了拟南芥根部的生长和形态建成。