gcr1gcr2蛋白在植物感应细菌n酰基高丝氨酸内酯过程中的作用-the role of gcr 1g cr 2 protein in the process of n - acyl homoserine lactone in plant-sensitive bacteria.docxVIP

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2018-06-04 发布于上海
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gcr1gcr2蛋白在植物感应细菌n酰基高丝氨酸内酯过程中的作用-the role of gcr 1g cr 2 protein in the process of n - acyl homoserine lactone in plant-sensitive bacteria

GCR1，GCR2 蛋白在植物感应细菌 N-酰基高丝氨酸内酯过程中的作用摘要N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl- homoserine lactones, AHLs)是革兰氏阴性细菌群体感应系统中的胞间通讯信号分子，近年来的研究发现，AHLs 不仅被细菌自身感知，而且也可以被其寄主植物感知，进而调控真核生物的基因表达和细胞反应。我们根据前人的研究成果大胆推测，植物细胞可能通过异三聚体 G 蛋白信号转导系统对 AHLs 进行信号转导，从而激活植物胞内相关基因的表达和一系列反应。胞外信号通过与质膜相结合的 G 蛋白偶联受体和质膜内侧的 G 蛋白，将信号转导给效应器并产生胞内第二信使，再由后者调节下游效应器及酶活性。已有的研究证据表明，植物细胞中存在 GCR1，GCR2 两种 G 蛋白偶联受体，并参与转导植物激素脱落酸的信号转导过程。本课题对拟南芥野生型 Col-0，以及 G 蛋白偶联受体 GCR1，GCR2 缺失突变体 gcr1-1， gcr2-2 植株施加信号分子 AHLs。培养基中添加 1 μ mol·L-1 3OC6-HSL 和 10 μmol·L-1 3OC8-HSL 可显著促进野生型拟南芥主根生长，但拟南芥 G 蛋白偶联受体 GCR1 和 GCR2 基因缺失突变体 gcr1-1 和 gcr2-2 对 AHLs 处理不敏感；Real Time PCR 分析显示，这两种 AHLs 的处理可以使拟南芥 GCR1 和 GCR2 基因表达量上调 2~4 倍。结果初步表明，G 蛋白偶联受体 GCR1 和 GCR2 可能参与植物感应细菌信号进而做出根生长响应的信号转导。构建携带 GCR1 ， GCR2 基因的重组农杆菌 EHA(pCAMBIA1301-gcr1) ， EHA(pCAMBIA1301- gcr2)，用农杆菌侵染法分别对拟南芥野生型 Col-0，突变株 gcr1-1， gcr2-2 进行转基因。用潮霉素筛选转基因成功的拟南芥种子。将 GCR1 ， GCR2 基因分别克隆到表达载体 pET-28a ，构建重组大肠杆菌 BL21(pET-28a-gcr1)，BL21(pET-28a-gcr2)，用 0.5M IPTG 诱导，SDS和 Western Blot 检测结果表明，GCR2 实现了在大肠杆菌中的表达；分别用 0.5M，0.8M，1M 和 1.5M IPTG 诱导，SDS和 Western Blot 检测结果表明，未见 GCR1 在大肠杆菌中的表达。关键词：G 蛋白偶联受体，N-酰基高丝氨酸内酯，拟南芥，GCR1，GCR2INVOLVEMENT OF GCR1, GCR2 IN RESPONSE TO THE BACTERIAL SIGNAL MOLECULESABSTRACTN-acyl-homoserine lactones (AHLs) belong to a class of bacterial quorum-sensing signals important for bacterial cell- to-cell communication. In recent years, we found that AHLs is perceived not only by the bacteria, but also perceived by their host plants, in order to regulate eukaryotic gene expression and cellular responses. According to previous studies, we boldly speculate that plant cells may transduct AHLs through heterotrimeric G protein signaling transduction system, and then it can activate plant gene expression of intracellular and a series of reactions.Addition of 1 μ mol·L-1 3OC6-HSL or 10 μ mol·L-1 3OC8-HSL in the medium significantlypromoted the root growth of wild type Arabidopsis thaliana. However, the two Arabidopsis mutants gcr1-1 and gcr2-2 lacking GCR1 and GCR2 respectively showed i