水杨酸（SA）在马铃薯小G蛋白StRAC介导的防卫反应体系建立过程中的功能初探

Potato is one of the main crop in the world. In China, Inner Mongolia became the biggest potato planting region for its high altitude, cold temprature, less virus transmission medium. However, for the potato late blight caused by Phytophthora infestans happened rather often, thus limiting the development of potato industry in Inner Mongolia. So, unravel the resistance mechanism and map the resistance signalling pathway of potato are the basis for the resistance breeding of potato. In our last study, we found the small G protein in potato mediated the establishment of potato resitance to potato late blight.In this study, we plan to study the function of SA, a very important plant resistant signalling molecules, in the establishemnt of StRac mediated potato defence system . Our study will answer following questions: Whether SA is involved in StRac mediated potato defence system and how SA involved in this process

马铃薯（Solanum tuberosum）是世界第四大粮食作物。内蒙古地区因海拔高、日照充足、雨热同季、气候冷凉和传毒媒介少等特点成为我国种植面积最大的省区。然而在马铃薯种植过程中，由致病疫霉（Phytophthora infestans Montagne de Bary）所引起的马铃薯晚疫病严重影响马铃薯产量并制约着内蒙古马铃薯产业的发展。因此解析马铃薯的抗病机制，通过育种手段获得抗病的马铃薯品种是我们未来研究的主要目标。本项目以前面基金项目的研究结果为基础，进一步探究植物抗病抗性建立过程中的重要信号分子水杨酸（SA）是否以及如何介入小G蛋白StRac介导的抗性过程中。通过此研究期望能够建立信号分子SA和StRac信号路径之间的互作模式，进一步丰富StRac介导的马铃薯抗病信号网络，为未来的马铃薯抗病育种奠定坚实的理论基础。

本项目的主要目标是解析水杨酸（SA）如何参与小G蛋白StRAC介导的马铃薯晚疫病抗性的建立过程，主要的研究内容包括明确SA在StRac介导的马铃薯抗性建立过程中的作用；明确SA是否通过调控H2O2的积累而参与到StRac介导的马铃薯抗性路径中；探究StRac是如何调控植株体内SA的积累，是通过那条途径实现的。.首先，接种马铃薯植株后，小G蛋白StRac被诱导的结果以及在番茄和烟草中沉默各自的小G蛋白SlRac 和NtRac 后能够显著降低它们对疫霉菌的抗性结果也证明了小G蛋白在马铃薯乃至其他茄科植物对疫霉菌抗性过程中具有调控作用。.其次，通过测定马铃薯植株中StRac 的相对表达量以及相应部位的SA积累水平，发现不同组织中StRac1基因的相对表达量、SA含量及其下游关键指示基因Npr1的相对表达量具有非常好的正相关性，预示着小G蛋白StRac1是正向调控SA信号路径。同时，烟草中瞬时表达NahG基因后能够显著降低NtRac4转录水平的表达，以及StRac 能够负向调控SA下游的NPR1表达水平，预示着SA也能够反向调控小G蛋白的转录水平。.为了进一步明确StRac1对SA 调控机制，我们检测了SA合成路径的关键基因转录水平，初步的结果表明 StRac是通过调控SA合成路径中Pal1基因进而调控SA的水平。.通过茄科小G蛋白的基因序列分析，发现不同茄科植物中小G蛋白具有极高的同源性，基于此特点，我们设计了茄科小G蛋白Rac通用沉默载体，通过VIGS体系验证了该通用沉默载体在不同茄科植物上的的沉默效率；通过接种鉴定确定了茄科植物中的小G蛋白均介入了调控其对疫霉菌的抗性过程中。