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植物抗病信号传导一直是分子植物病理学研究的热点，植物防御网络是一个非常精密复杂的系统，现在总结出植物中存在两大主要的抗病信号通路，分别是水杨酸和茉莉酸介导的信号途径。这两种激素是植物受到病原菌感染后产生的非常重要的信号分子，它们能够分别诱导产生系统获得性抗性(SAR)和诱导系统抗性(ISR)。这两条信号途径中的一些重要元件已经得以鉴定，但是其中仍有很多机制不甚明晰，还存在许多元件等待挖掘和鉴定。 突变体筛选是经典的也是最常用的鉴定信号途径中新元件的方法。本研究从EMS化学诱变拟南芥野生型Col-0突变体库中筛选获得了一个突变体，命名为27.2。27.2具有叶片窄小而卷曲，且叶表面有坏死斑的表型。对突变体的抗性分析发现，该突变体叶片中H2O2和超氧化物的含量升高，可组成型表达抗病蛋白基因PR1，并且对拟南芥病原细菌丁香假单胞杆菌(Pst DC3000)表现出抗性增强。利用图位克隆的方法从5000个单株的F2群体中克隆了该基因，序列比对发现27.2编码一个硬脂酰-ACP去饱和酶(AT2G43710)。有趣的是，我们在基因的编码区同时发现了两个G→A的点突变。功能互补实验验证了导入野生型基因片段可完全恢复上述突变表型。AT2G43710编码402个氨基酸，生化功能是催化硬脂酸(18∶0)向油酸(18∶1)的转化过程，它是植物合成不饱和脂肪酸的关键基因。AT2G43710此前已被发现与植物的抗病性有关，前人在筛选npr1的回复突变的突变体库中鉴定并克隆到了这个基因，并被命名为SSI2(suppressor ofSA insensitive2)。AT2 G43710基因的146位氨基酸的突变可造成SSI蛋白的酶活性降低，导致对Pst抗病性提高。但本研究发现的27.2突变位点以及表型与已经报道的ssi2不完全一致，因此我们将27.2突变体重新命名为ssi2-1。 通过比较ssi2-1和ssi2，ssi2-2(T-DNA突变体)之间抗病性和酶活性等生理生化的指标，我们发现ssi2-1无论是在抗病性还是在生长发育上的表型都是介于野生型和ssi2与T-DNA突变体之间。例如ssi2-1、ssi2和ssi2-2突变体中PR1基因相对于野生型均有提高，上调倍数ssi2-1为28.9倍，而ssi2，ssi2-2突变体中达到835.4倍和244.9倍。在酶活性方面ssi2-1也符合这一特征，ssi2-1，ssi2突变体的叶片中油酸(18∶1)的含量相比野生型均有下降，ssi2的含量约为野生型含量的1％，而ssi2-1中可以达到野生型的30％。这些结论都说明ssi2-1是SSI2基因的一个弱突变体。 利用RNA-seq技术我们对Col-0，ssi2-1，ssi2，ssi2-2进行了分析。发现在SSI2的三个突变体中，有747个基因被共同上调。这些基因包括一些已经鉴定的与植物抗病反应相关的基因，如PR1基因，钙结合蛋白(calcium-binding protein)，MKK4基因(mitogen-aetivated protein kinase kinase4)等等。另有892个基因被共同下调，这其中包括大量与光合作用，碳固定有关的基因，这也符合SSI2的三个突变体均表现出植株矮小这一特征。同时，RNA-seq数据进一步支持了ssi2-1是SSI2基因的一个弱突变体的结论。 后续研究发现ssi2-1中的点突变不影响SSI2蛋白自身互作，从而排除了ssi2-1通过影响SSI2二聚体的形成进而影响其酶活性的假设。利用酵母双杂交技术筛选拟南芥酵母双杂交文库得到了8个可能的SSI2互作蛋白，并对其中一个基因进行了深入研究。该基因编码β型碳酸酐酶（Carbonic Anhydrase，β-CA1），此前被发现参与植物抗病反应和SA信号转导。CA1与SSI2之间的互作分别通过酵母双杂交和双分子荧光互补实验得到了证实。我们发现SSI2基因的三个突变体中CA1基因的表达都是被抑制的，说明SSI2可能参与调控CA1基因的表达。通过检测植物叶片总碳酸酐酶活性显示ssi2-1中CA1酶活性降低，而Col-0和ssi2中并没有这一现象，且ssi2-1突变不影响与CA1的互作，暗示SSI2能够直接通过蛋白互作影响CA1酶活。同时，我们发现cal突变体中的SSI2酶活性是上升的，ssi2-1 cal双突变体表现出对病原菌Pst DC3000增强的感病性，与cal单突变体表型相一致，而叶片窄小的表型则与ssi2-1类似。由此，我们认为CA1与SSI2之间可能通过直接的蛋白互作相互影响酶活性而传递抗病的信号。CA1是ssi2-1抗病过程中所必需的，在这一过程中，SSI2可以正向调控CA1，而CA1负反馈SSI2，它们共同完成SSI2对植物感病性（或CA1对植物抗病性）的信号传导。