拟南芥R基因介导的植物防卫反应高温敏感的分子机理

温度可以影响植物的防卫反应，R基因介导的植物的防卫反应和植物的基础防卫反应通常受高温抑制，但其中的分子机理并不清楚。我们过去的研究结果显示某些植物抗病（R）基因，如拟南芥的SNC1基因，可能就是植物防卫反应的其中一个温度传感器，高温条件下SNC1蛋白在核内积累的减少与SNC1基因介导的植物抗病性减弱正相关。然而是否有其它信号分子参与植物防卫反应对高温的胁迫应答，以及高温是如何影响R（如，SNC1）蛋白的亚细胞定位的分子机理并不清楚。前期我们利用遗传学的方法筛选一些在高温下SNC1基因介导的植物防卫反应组成型激活的拟南芥突变体（int）。本项目研究将通过图位克隆的方法分离这些INT基因，并利用反向遗传学，分子生物学，生物化学等手段分析这些INT基因的生物学功能，从而阐明高温抑制植物防卫反应的分子机理，进而帮助我们认识环境和遗传的互作关系，更帮助我们解决全球变暖对农业生产带来的不利影响。

温度可以影响植物的防卫反应，R基因介导的植物防卫反应和植物的基础防卫反应都受高温抑制，但其中的分子机制并不清楚。我们过去的研究显示某些植物抗病（R）基因，如拟南芥的SNC1基因，可能就是植物防卫反应的温度传感器，高温下SNC1蛋白在核内积累的减少与SNC1蛋白介导的植物抗病性减弱正相关。然而是否有其他信号分子参与植物防卫反应对高温的胁迫应答，以及高温时如何影响R蛋白的亚细胞定位的分子机制并不清楚。通过本项目的研究，我们克隆了3个INT基因。解析了某些植物抗病蛋白R的细胞核定位是其行使功能所必需的，高温主要是通过影响抗病R蛋白在细胞核和细胞质之间的核质穿梭，影响其在细胞核内的积累从而减弱植物的抗病性。通过分析INT173和INT70的基因功能解析了植物激素ABA参与负调控高温下植物防卫反应的分子机制，并进一步阐明了植物生物胁迫与非生物胁迫之间的互作。通过分析INT51的生物学功能，解析了植物抗病性，植物生长发育及ROS信号三者之间的关系，揭示了植物防卫反应的激活和植物生长发育的控制是两条平行的途径，植物生长发育受限仅与体内活性氧升高有关，而与防卫反应激活无关。为适度性代价的分子机制研究提供了一种新思路，并为培育高产又高抗的植物新种质提供了理论基础和育种可能。另外，本项目研究中发明了一种利用高通量测序技术快速克隆突变基因的方法，目前已经在拟南芥和水稻等植物中得到广泛应用。