稻黄单胞菌Hpa1是Harpin蛋白,激活植物免疫抗病性。Hpa1通过III型系统分泌,结合在植物细胞膜上,被认为是一种PAMP,但在植物(水稻)中的受体还不清楚。前期工作中通过蛋白质-蛋白质互作,从水稻中获得了Hpa1的互作因子OsHPA1,并发现拟南芥和烟草中有其同源基因。为了揭示Hpa1激发过敏反应机制,本项目拟在生化水平上证实Hpa1与OsHPA1的相互作用,明确OsHPA1与其它植物病原细菌已知harpin蛋白的互作关系;通过同源性,克隆拟南芥和烟草中的对应基因;通过基因沉默和过量表达,获得OsHPA1沉默和过表达的植物材料,测定harpin类蛋白在其上的HR能力及其对应病原菌突变体在其上的感病性或抗病性,分析OsHpa1潜在的抗病育种价值,并揭示OsHpa1在植物-病原物互作中的作用机制。以上研究为进一步分析OsHpa1的表达与调控以及利用其培育抗病新种质提供科学和实践依据。
Hpa1;OsHpa1;protein-protein interaction;plant resistance;
在本项目的支持下,我们对稻黄单胞菌Hpa1在植物中的识别蛋白的表达和功能进行了详细的研究。在酵母双杂交结果的基础上,克隆了水稻和烟草中互作基因的全长,明确了与Hpa1蛋白互作的关键功能域,证明了该基因还可以与病原细菌的HrpZ互作识别;在水稻和烟草中,互作基因的表达受Hpa1蛋白诱导,hpa1和hrcV突变体都不能诱导互作基因的表达;利用VIGS技术干扰互作基因在烟草中的表达,减弱烟草植物对Hpa1的识别能力,与先天免疫反应相关的胼胝质和H2O2累积量明显下降;在过表达烟草植物中,与PTI信号途径中的关键基因NbFLS2、NbBAK1、NbBIK1和NbHIN1的表达水平增高,对烟草花叶病毒的抗性增强。项目研究初步说明了Hpa1与其互作蛋白之间的识别在稻黄单胞致病过程中的生物学功能。在项目的执行过程中,发表了基金标注的学术论文7篇,其中SCI论文5篇,中文核心期刊2篇;培养了1名博士研究生和2名硕士研究生,超额完成了项目计划书中的技术指标。