病原菌对作物的危害严重影响农业生产并造成巨大经济损失。植物与动物的不同之处在于植物体内缺乏可移动的防卫细胞及体细胞的适应性免疫系统。植物依赖于自身的先天免疫系统以及侵染部位产生的免疫反应抵御病原菌的侵袭。有效激发抗病性的前提是植物能够识别病原菌，并且能将免疫信号逐级传递到细胞内，改变相关信号传递相关蛋白生化活性从而激活免疫反应。因此有效识别病原菌及免疫信号的顺利传导在激活植物免疫中十分重要。植物免疫反应的始于模式识别受体对于病原相关分子模式的识别，随后免疫识别受体与其它信号组分互作形成受体复合物。模式识别受体复合物中的一类重要成员是富含亮氨酸重复序列的受体蛋白激酶（LRR-RLKs），负责免疫信号的传递。植物中发现的第一个模式识别受体FLS2就是一个典型的LRR-RLK，可以特异性结合病原菌相关分子模式flg22，形成FLS2-flg22复合体。BAK1是一个典型的LRR-RLK，可与FLS2-flg22复合体结合，形成FLS2-flg22-BAK1 异源复合物来介导植物的免疫反应。BAK1同时参与到植物体内的PTI及ETI反应中，在作为许多 PAMPs识别受体PRR的共受体的同时，也是许多效应蛋白的靶向蛋白，参与调控植物的PTI反应，在植物的免疫反应中发挥重要作用。本研究以拟南芥BAK1同源基因作为研究对象，选择BAK同源基因的敲除突变体。通过对目的基因T-DNA插入位点的检测筛选纯和的拟南芥突变体。通过flg22处理突变体，根据其表型的变化以及检测免疫相关基因的表达量来筛选参与到植物PTI免疫反应中的LRR-RLKs。最后通过对疫霉菌和葡萄灰霉菌接种实验进一步确定分析的LRR-RLKs在植物抗病性中的作用。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words 4
1.引言 4
1.1.植物的免疫反应 4
1.2. 植物的模式识别 5
1.3.模式植物拟南芥 6
1.4.研究目的 6
1.5.技术路线 6
1.6研究意义 6
2材料与方法 6
2.1纯合体验证实验 6
2.1.1 实验材料 6
2.1.2 实验方法 7
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
2.2定量分析实验 8
2.2.1 实验材料 8
2.2.2实验方法 8
2.3灰霉菌的活体侵染实验 9
2.3.1实验材料 9
2.3.2实验方法 9
2.4辣椒疫霉的活体侵染实验 10
2.4.1实验材料 10
2.4.2实验方法 10
3.结果与分析 10
3.1纯合体筛选结果 10
3.2定量分析结果 12
3.3灰霉侵染结果 12
3.4辣椒疫霉侵染结果 13
3.5结论 14
4.讨论 14
致谢 14
参考文献 15
拟南芥受体激酶识别病原菌模式分子的初步分析
引言
1.引言
1.1.植物的免疫反应
病原菌侵染植物会影响植物正常的生长发育。植物与动物的不同之处在于植物体内缺乏可移动的防卫细胞及体细胞的适应性免疫系统。为抵御病原菌的侵染，植物在长期的进化中形成了一套多层级的防御体系。
植物的第一层防卫屏障是角质层和细胞壁，它们能够作为天然的物理屏障来抵御病原菌的侵染。角质层普遍存在于陆生植物当中，主要由蜡状物和角质构成，能够发挥许多作用，例如减少水分蒸发和抵御紫外线等。虽然角质层在一定程度上能够抵御病原菌的侵染，但是大部分病原菌都能通过渗透的方式穿过角质层，或者分泌角质酶将角质层水解掉[1]。植物细胞壁作为物理屏障，由纤维素、果胶、蛋白、木质素等组成，提供了对植物细胞的结构支撑和对外界压力的保护屏障。但是由于植物表面具有气孔等自然孔口，昆虫和人类活动也会在植物表面造成伤口，会被病原菌由此侵入，因此需要植物启动先天免疫系统来抵御病原菌的入侵，即植物的免疫反应。
植物的先天免疫系统由两层不同的体系组成，第一层是病原相关分子模式触发的免疫(PTI)。无论是动物还是植物，启动免疫反应都要首先能够识别病原物。因此对于植物模式识别的研究是近年来的研究热点。病原相关分子模式(pathogenassociated molecular patterns, PAMP)是模式识别受体(pattern recognition receptors, PRR)识别结合的配体，是一类对微生物的生存和适应性有重要作用的高度保守的微生物小分子[2]。这些小分子被植物表面受体识别为危险信号，形成PAMPPRR复合体从而激活植物免疫反应[3]，该反应即PTI。
相应地，为了成功侵染植物，病原菌也会进化出一种机制去抑制植物的PTI，大部分情况是通过往植物体内转运一类效应因子 (Effector)来抑制植物PTI。植物为了对抗病原菌的侵染，又进化出一套免疫系统来识别效应因子从而激发植物自身的免疫反应，即效应因子触发的免疫反应(ETI)。ETI主要由细胞内R基因编码的各类富亮氨酸重复序列(nucleotidebinding leucinerich repeat, NLR )的蛋白识别效应因子后触发。


图11 植物免疫系统的zig－zag模型 [4]
图中纵轴的箭头表示植物免疫应答的强度。上面的虚线表示使植物产生HR反应的强度阈值，下面的虚线表示使植物有效免疫应答起始的强度阈值。植物检测到PAMPs之后就启动PTI，此时病原菌释放效应因子干扰 PTI，抑制植物免疫应答的强度，该过程被称之为效应子诱导的植物感病性 (effectortriggered susceptibility, ETS)。但是，这些效应因子会被植物体内的抗病蛋白识别，激活植物的ETI (effectortriggered immunity， ETI)。相比PTI，ETI 防御应答更快,也更强，在抗病的同时能在相应部位引起植物的HR反应[5]。然而病原菌不断进化出新的效应因子抑制植物的ETI，因此大多数抗病基因介导的抗性已丧失。
1.2. 植物的模式识别
PTI属于水平抗性，对植物抵御病原菌的侵染具有重要意义[6]。植物细胞膜上鉴定到的可以识别特定病原相关模式分子(PAMPs)的受体被称为模式识别受体。植物病原物产生的病原相关模式分子(PAMPs)被植物模式识别受体(PRRs)识别后可以诱导植物产生非寄主抗病性[7]。PAMPs是微生物含有的分子，具有必需、保守的特点，同时不存在与宿主中。
根据细胞内是否存在激酶结构域可以将模式识别受体分为类受体蛋白激酶(receptorlike kinases，RLKs)和类受体蛋白(receptorlike proteins，RLPs)两类。其中一类为LRRs(leucinerich repeats)家族。该家族的蛋白富含保守的亮氨酸重复序列（LRR），能够结合蛋白质或者多肽[8]。LRRRLK类模式识别受体包括可结合配体的LRR胞外结构域，单次跨膜结构域和胞内激酶结构域。而LRRRLP类模式识别受体与LRRRLK类相比，缺少胞内激酶结构域，需要与其它蛋白组成复合体后进行信号传导[9]。FLS2识别flg22启动植物免疫反应是植物PTI中最典型的例子。

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