蜡质芽孢杆菌AR156是一株植物根围促生细菌,可以诱导植物对病原物产生广谱抗病性,其中最主要的是诱导系统抗病性（induced systemic resistance,ISR）。ISR是由根围有益微生物介导的系统诱导抗病性,它对病原菌并没有直接的杀死或抑制作用,而是通过诱导植物的抗病反应来达到防治病害的目的。小分子RNA广泛参与调控植物的免疫反应,但它在AR156诱导的拟南芥对灰霉病菌（Botrytis cinerea）的系统抗病性中的作用尚不清楚。小分子RNA是必须与Argonatue蛋白（AGOs）结合发挥作用,才能调控靶标基因的沉默。因此研究AGOs在抗病性中的作用及其机制对于阐述小分子RNA在其中的功能具有重要意义。本论文的主要目的是研究miR825/825*在蜡质芽孢杆菌AR156介导的ISR中的作用机制。因此在拟南芥中,对影响ISR的miR825/825*进行了详细的功能分析;在水稻中,对OsAGO2缺失突变体的稻瘟病抗病性表型进行了细致分析,并对OsAGO2互作蛋白进行了筛选和鉴定。主要研究内容包括:一、AR156介导拟南芥对灰霉病的诱导系统抗病性研究。诱导抗病反应是植物响应病原菌侵染的一种有效的植物防卫反应。前期研究发现蜡质芽孢杆菌AR156能够诱导拟南芥产生对丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000（Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000）的系统抗病性。灰霉菌（Botrytis cinerea）是一种死体营养型病原菌,能引起灰霉病,是一种世界性的重要病害。然而,AR156是否介导拟南芥对灰霉病菌的诱导抗病性还是未知的。本研究发现通过对拟南芥根部灌根AR156预处理后,可诱导拟南芥产生有效的ISR增强植物的抗病免疫反应。这种保护机制是通过AR156灌根预处理和灰霉菌侵染后产生了有效的ISR防卫反应,例如PR1蛋白的积累、活性氧的积累和胼胝质的沉积。本研究还发现,在sid2-2缺失突变体和NahG过表达株系中,AR156能诱导拟南芥产生有效的ISR来抵抗灰霉菌的侵染;而在jar1,ein2和npr1三种缺失突变体中,AR156丧失了对灰霉菌的诱导抗病能力。本研究表明了 AR156介导的ISR是依赖于JA/ET信号通路和NPR1,而不依赖于SA信号通路。此外,本研究也发现用AR156预处理的植物能快速增强MAPK信号级联反应,以及FRK1和WRKY53基因的表达,它们都是参与PTI反应的关键因子。这些研究结果表明,AR156介导的ISR是依赖于JA/ET信号通路和NPR1,并且激活PTI参与拟南芥抗灰霉病的免疫反应。二、miR825/825*在AR156诱导的拟南芥系统抗病性中的作用。为了分析小分子RNA在AR156诱导植物系统抗病性中的作用机制,前期研究发现miR825/825*在AR156诱导拟南芥产生对Pst DC3000的系统抗病性过程中起负调控作用。然而,在AR156介导拟南芥产生对灰霉病菌的诱导抗病性过程中miR825/825*会起到什么样的作用还是未知的。为了研究植物内源miR825/825*在调控植物诱导抗病性的机理,本研究通过对 Col-0（野生型）、miR825/825*OE（过表达）、miR825/825*STTM（功能抑制）等转基因株系进行了致病性测定、防卫相关基因的表达、ROS积累和胼胝质沉积检测,发现miR825/825*功能抑制突变体表现出对病原真菌灰霉病菌的抗病性,与此相反,miR825/825*过表达株系对灰霉病菌更敏感。此外,本研究通过Western blot和qRT-PCR检测了 MPK6和MPK3蛋白的表达,以及防卫相关基因的表达情况,分析结果显示miR825/825*参与调控AR156激活的PTI。这些研究结果表明在拟南芥中,AR156可以通过抑制miR825和miR825*的表达,引起其靶标基因的上调,从而激活植物体自身的防卫反应,诱导植物产生系统抗病性。三、OsAGO2参与调控水稻对稻瘟病的免疫反应。本研究发现OsAGO2在稻瘟病菌亲和菌株Guy11侵染后被显著诱导表达,在稻瘟病菌非亲和菌株JS153侵染后被显著抑制表达。osago2缺失突变体株系对亲和菌株Guy11的抗病能力、活性氧积累量和胼胝质的沉积明显增强,而对非亲和菌株JS153的抗病能力、活性氧积累量和胼胝质的沉积明显减弱。从而说明OsAGO2参与调控水稻抗稻瘟病的免疫反应。然而,为了进一步探究OsAGO2在响应水稻对稻瘟菌的免疫反应过程中依赖的具体信号通路。通过利用荧光定量PCR检测了稻瘟菌侵染osago2缺失突变体中的水杨酸（SA）和茉莉酸（JA）信号通路相关防卫基因的表达情况。发现在亲和菌株Guy11侵染后SA合成和信号通路相关基因被显著诱导表达,在非亲和菌株JS153侵染后则呈现相反的趋势;JA合成和信号通路相关基因的表达量变化相对较弱。由于SA是植物先天免疫反应的一个重要信号分子,受活体和半活体病原菌的侵染诱导产生,是PAMP诱导的免疫（PTI）、效应因子诱导的免疫（ETI）及系统获得抗病性（SAR）的重要组成部分。因此本研究进一步检测了分别在Guy11和JS153侵染不同时间段后,水稻日本晴（NPB）和osago2缺失突变体中SA和SAG的含量。通过研究发现在Guy11侵染条件下,与NPB相比,osago2缺失突变体中的SA和SAG的含量均显著增加;而在JS153侵染条件下,与NPB相比,osago2缺失突变体中的SA和SAG的含量均显著减少。这些结果表明OsAGO2在参与调控水稻抗稻瘟病的免疫反应过程中主要是依赖SA信号通路的。四、OsAGO2互作蛋白的筛选与鉴定。为了分析OsAGO2介导的RNA沉默信号通路及分子机制,本研究分别利用酵母双杂交和亲和纯化的方法对水稻OsAGO2的互作蛋白进行筛选。本文首先利用酵母双杂交系统以OsAGO2为诱饵蛋白,筛选水稻日本晴cDNA文库,从而获得与OsAGO2互作的蛋白OsPAL1;其次,利用亲和纯化的方法来筛选OsAGO2物理互作的蛋白。通过质谱分析,鉴定到了一系列候选蛋白,如蛋白翻译起始因子OsIF4A1,并对其结构特点进行了分析。随后成功地在烟草中对OsPAL1及候选蛋白进行了表达,并利用免疫共沉淀（Co-IP）的方法对酵母双杂交和亲和纯化的结果进行了验证。本研究结果证实了 OsPAL1与OsAGO2互作、OsIF4A1与OsAGO2互作。