拟南芥中气孔及甘油代谢在NHO1介导的非寄主抗性中的作用

非寄主抗性是自然界的一种普遍现象，它是物种水平上的一种抗性，因而比植物品种水平上的基因对基因抗性更广泛，其抗性也更稳定、更持久。近十几年来，基因对基因抗性的研究取得了很大的进步，许多抗性基因被克隆出来；然而，对非寄主抗性的研究才刚刚起步，对其机理更是知之甚少。我们从拟南芥中克隆了一个非寄主抗性基因NHO1，该基因编码一个甘油激酶。拟南芥nho1突变体比野生型植株积累更多的甘油，并能更好的支持非寄主病原菌假单胞菌生长。NHO1基因的表达水平能被非寄主病原菌诱导，但却能被毒性假单胞菌抑制。YFP标记的全长NHO1基因在植物气孔的保卫细胞中大量表达，而气孔是微生物进入植物的通道之一。本研究将结合分子生物学和生物化学方法，探讨甘油及其代谢过程中间产物在植物非寄主抗性中的作用，同时，还将讨论气孔开闭、第二信使分子钙离子及活性氧簇分子在NHO1介导的非寄主抗性中的作用。

植物的非寄主抗性是自然界中的一种重要的抗病类型。为了探讨非寄主抗性的分子机制，项目申请书“拟南芥中气孔及甘油代谢在NHO1介导的非寄主抗性中的作用”从几个方面对非寄主抗性基因NHO1 介导的非寄主抗性进行了研究，通过3年的工作，完成了申请书中提出的研究内容，得到了如下的结果。.1） 通过基因敲除方法突变掉了DC3000和NPS3121菌基因组中的glp调控子（glpF, glpK和glpR），并对它们的致病性进行了研究，结果表明，DC3000和NPS3121的glp调控子突变体在丰富培养基和基本培养基中的生长速率明显低于野生型细菌，这些突变体接种COL-0 和nho1后，其致病程度也比野生型菌低。.2）对Col-0和nho1突变体中的NADH/NAD+的含量进行了测定，在nho1突变体中NAD+和NADH的总含量及NADH含量都要高于Col-0，该含量的变化可能与它们抗性的差异相关。.3）nho1突变体的气孔孔隙在自然状态下大于野生型。在DC3000处理2小时后，野生型Col的气孔孔隙变小，4小时后又开始变大；nho1突变体的气孔在DC3000处理后一直处于开放状态。非毒性细菌NPS3121菌处理野生型Col-0和nho1突变体植株时，其气孔孔隙大小变化不大。.4）Col-0植株被DC3000侵染后比nho1突变体积累更多的活性氧分子。nho1突变体被DC3000侵染后保卫细胞中钙离子浓度比Col-0野生型高。.5）钙离子依赖的蛋白激酶（CDPK）在nho1突变体及Col-0植株中的表达量表现出差异，其中CDPK3，6，21在nho1气孔中的表达量明显高于Col-0，钙离子介导的信号传递在非寄主抗性中的作用还需要进一步详细研究。