拟南芥HyPRP蛋白AZI1在大肠杆菌中的表达及其抗真菌活性分析

AZI1(AZELAIC ACID INDUCED 1)基因位于拟南芥4号染色体上,编码产物是脂质转移蛋白(lipid transfer protein, LTP)家族的一个成员。该基因在系统获得抗性(systemic acquired resistance, SAR)中具有重要功能,名称来自它可以被壬二酸(azelaic acid, AzA)诱导。已有的研究结果显示,在拟南芥中由AzA和甘油-3-磷酸(glycerol-3-phosphate, G3P)诱导的SAR反应需要AZI1和DIR1,这两个脂质转移蛋白有助于G3P的积累。为了确定AZI1蛋白是否具有抗真菌活性,本工作构建了原核表达载体pET28a-AZI1,利用大肠杆菌BL21(DE3)受体细胞制备了没有信号肽的AZI1重组蛋白。Western免疫印迹分析发现通过半乳糖苷类似物IPTG诱导表达的AZI1重组蛋白主要以包涵体的形式存在。体外抑菌实验以及激光共聚焦显微观察结果表明,用镍离子亲和层析树脂纯化的AZI1重组蛋白对灰霉菌、赤霉菌、棉花枯萎病菌和酿酒酵母细胞的生长/分裂均具有抑制作用。     

拟南芥HyPRP蛋白AZI1在转基因烟草中的亚细胞定位及其对灰葡萄孢的抗性

通过农杆菌转化法得到了整合有拟南芥AZII基因的烟草植株,进一步利用转基因烟草分析了AZI1蛋白的亚细胞定位及其对真菌病原体的抗性特征。在上下游引物5’端分别引入NcoI和SpeI酶切位点,采用高保真耐热DNA聚合酶彤Pfu从拟南芥Co1-0生态型基因组DNA扩增AZII基因的编码序列,用NcoI和Spel对扩增片段和pCAMBIA1302质粒载体进行双酶切,通过T4DNA连接酶构建产生AZII-GFP融合表达载体。用包含融合表达载体的农杆菌细胞转化烟草叶片,经潮霉素选择获得了完整的再生植株,并收取了T。代种子。激光共聚焦显微观察发现,AZI1蛋白主要定位于细胞表面。病原体侵染结果显示,AZI1基因能够明显提高烟草对灰葡萄孢的抗性。说明AZI1蛋白通过分泌途径被定位到细胞表面后,能够抑制真菌病原体对植物组织的侵染过程。     

拟南芥抵抗丁香假单胞杆菌过程中AZI1基因功能研究

AZI1属于脂转移蛋白家族,它在拟南芥抵抗病原菌侵染过程中可能起着传递信号物质的作用。该实验以过表达和T-DNA插入突变体及野生型拟南芥植株为材料,通过RNA印迹、蛋白质免疫印迹和原位免疫组织化学方法,研究了拟南芥壬二酸诱导基因AZI1对丁香假单胞杆菌的抗性功能。结果表明:(1)AZI1基因可以被丁香假单胞杆菌、H2O2和乙烯利诱导,它可能参与水杨酸和乙烯介导的抗菌途径。(2)蛋白质免疫印迹实验结果显示,丁香假单胞杆菌侵染叶片的叶柄渗出液中存在AZI1蛋白及其同源物EARLI1,并能够与其他蛋白质形成复合体,说明AZI1有可能通过维管组织移动到个体的其他部位,与信号分子的转移有关。(3)AZI1及其同源物EARLI1主要在花序茎的木质化部位表达,过表达AZI1基因能够促进木质素的合成,提高拟南芥对丁香假单胞杆菌的抗性。