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微生物对宿主植物防御反应的影响及其机制是植物与微生物互作研究领域的热点问题之一。内生菌是健康植物组织内生活的正常菌群,对宿主植物的生长、发育以及抗环境胁迫方面起着举足轻重的作用。本课题组前期工作表明,一些抗逆性强的药用植物如黄花蒿中分离的内生真菌具有体外产生植物激素IAA的活性。另外一些植物内生真菌能产生多种次生代谢物,其中不乏结构新颖的药源分子。植物内生放线菌鲜有报道,放线菌被公认为众多药源化合物的产生菌,但其对宿主植物的作用机制未明。 我们前期从黄花蒿组织中分离得到了二株放线菌,命名为actino-1和actino-2,经形态观察以及16S rDNA序列测定,确定为链霉菌属Streptomycesspp.。在系统发育树上,两者与链霉菌属中三株典型植物致病菌Streptomycesscabies,S.turgidiscabies,S.acidiscabies亲缘关系都较远。通过毒力岛(PAI)基因检测、体外产生毒素Thaxtomin(TXT)的生物学检测以及植物返接实验这三方面证据,证实了分离菌株的植物内生性。分离菌株与植物共培养6-7周后,能成功地定殖于植物根、茎组织的细胞间隙内,由光学显微和透射电镜显微图象所证明。 本论文成功建立内生放线菌与拟南芥无菌苗的共培养体系,为放线菌-植物互作的机制研究提供了可靠的实验体系,排除其它杂菌的干扰,保证结果的准确与可重复性,优于土培苗体系。此实验方法也可用于培养拟南芥突变株-内生菌二元体系,为深入研究和揭示植物与微生物相互作用的分子机理奠定了良好基础。 研究结果表明,内生放线菌actino-2对拟南芥防御反应具有激活作用,而且是依赖于植物激素SA的;actino-2对eds5突变所致的防御缺陷有部分“补偿”作用,作用点位于信号分子SA的上游。 本论文成功构建了基于pET28a的重组sabp2表达质粒,并能在体外表达SABP2蛋白。该重组表达的SABP2具有天然SABP2蛋白的酯酶活性,为深入研究SA与SA受体(SABP2)结合的动态变化以及体外验证SA受体拮抗剂奠定了良好基础。 对于植物组织中sabp2基因转录水平的研究显示,sabp2基因转录呈组织特异性和时间相关性,而且sabp2基因转录是被外界刺激因子诱导的。 本研究结果显示,actino-2可作为防治病原菌Streptomyces scabies的生物制剂和/或用于激活植物应对生物胁迫的防御通路。