光合细菌沼泽红假单胞菌Atp2蛋白对水稻生长及抗逆的影响

【目的】探究光合细菌沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻生长、防御酶活性及防御相关基因转录水平的影响,为生防菌在水稻上的推广应用提供理论依据。【方法】以水稻品种CO-39为试验材料,用0(蒸馏水,CK)、20和50μg/mL Atp2蛋白3种处理液对水稻种子和叶片进行处理,对生长14d的水稻体内叶绿素a/b和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱氨肽还原酶(GR)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)等水稻防御酶活性进行检测;运用实时荧光定量PCR检测水稻体内防御相关基因(OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2、OsPR1a、OsCHT1和OsPAL1)的转录水平。【结果】与CK相比,Atp2蛋白处理水稻叶片后,其体内叶绿素a/b显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)升高,而处理种子后叶绿素a/b无显著变化(P>0.05);Atp2蛋白处理后水稻体内H_(2)O_(2)含量均升高,其中处理叶片后H_(2)O_(2)含量极显著升高;Atp2蛋白处理后水稻体内POD和CAT活性显著或极显著下降;Atp2蛋白处理后水稻体内SOD、GR和PAL活性均极显著升高;Atp2蛋白处理种子后水稻体内PPO活性显著或极显著升高,而处理叶片后PPO活性显著或极显著下降。Atp2蛋白处理后水稻防御相关基因OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2(50μg/mL Atp2蛋白处理水稻叶片外)、OsPR1a和OsCHT1表达均上调,其中OsWRKY70、OsLOX1和OsCHT1基因表达显著或极显著上调;Atp2蛋白处理种子后OsPAL1基因表达极显著上调,而处理叶片后OsPAL1基因表达极显著下调。【结论】沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻有较好的促生抗逆效果,具有推广应用潜力。

沼泽红假单胞菌Atp2蛋白的原核表达及稻瘟病菌的互作蛋白初步筛选

光合细菌沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris PSB06是对稻瘟病具有良好防效的生防菌株。为进一步挖掘其生防代谢产物,前期通过蛋白层析分离技术,从PSB06培养液中鉴定到一个ATP合成亚基Atp2蛋白,ATP2基因编码序列为1431 bp。构建了pET32a(+)-ATP2重组表达载体,原核表达纯化后获得的Atp2蛋白产物用SDS-PAGE和Western blot进行鉴定。试验证明Atp2蛋白显著抑制稻瘟病菌的附着胞形成和在水稻寄主上的致病力。为阐明Atp2蛋白抑菌机理,通过酵母双杂交技术,以Atp2为诱饵筛选稻瘟病菌cDNA文库,获得了7个与Atp2有相互作用的蛋白质,分别是E3泛素连接酶复合物(MGG04978),两个核糖体蛋白(MGG16204、MGG04977)和4个假定蛋白(MGG09168、MGG01034、MGG03543、MGG00718),研究结果为揭示Atp2蛋白抑制稻瘟病菌的作用机制提供理论基础。