脂筏极化在拟南芥非寄主抗性形成中的功能研究

脂筏 (lipid rafts) 是存在于质膜上的一种富含甾醇和鞘磷脂的微结构域，其极化分布参与动物细胞的极性形态建成、物质转运以及对病原微生物的防御过程。最近我们的研究首次证实，脂筏的极化也存在于植物细胞，并在花粉管的极性顶端生长中起重要作用。至于脂筏是否参与植物的抗病过程、病原微生物的入侵能否诱导脂筏的极化一直未见报道。本研究拟选用拟南芥和大麦白粉菌作为非寄主抗性的研究系统，使用甾醇合成缺失突变体或甲基-β-环糊精破坏了脂筏的拟南芥叶片作为实验材料，结合应用一种新型的脂筏标定染料di-4-ANEPPDHQ，通过活细胞实时动态观测、蛋白免疫定位和脂筏生化分离鉴定等方法，研究脂筏在植物非寄主抗性形成过程中的极化动态及其生理功能，以期为阐明抗病相关蛋白极化聚集于病原菌入侵位点的机制提供新的信息，从而加深对植物亚细胞结构与功能的认识。

脂筏 (lipid rafts) 是存在于质膜上的一种富含甾醇和鞘磷脂的微结构域，其极化分布参与动物细胞的极性形态建成、物质转运以及对病原微生物的防御过程。本课题旨在以大麦白粉菌 (Blumeria graminis f. sp. Hordei，Bgh) 和拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 作为非寄主抗性 (nonhost resistance) 的研究材料，验证脂筏在拟南芥非寄主抗性形成过程中的极化现象和生理功能。我们首先使用分子克隆技术转化得到表达GFP-AtFlot1和RFP-PEN1的转基因植株，同时制备了AtFlot1的单克隆抗体；激光共聚焦显微镜的观察结果显示，拟南芥叶上表皮细胞在非寄主抗性形成过程中存在明显的脂筏极化过程，而且脂筏标志蛋白AtFlot1与分泌囊泡融合蛋白PEN1具有明显的共定位关系；免疫荧光和脂筏染料的使用进一步证实了脂筏在菌丝入侵位点的焦点富集；此外，MβCD处理破坏拟南芥叶片脂筏及甾醇缺失突变体均降低了拟南芥对白粉菌的非寄主抗性水平。.研究大致按年度计划安排执行，基本完成了原定研究内容和研究目标。在实验进程中，我们发现使用全内反射显微镜长时间观察拟南芥叶片与白粉菌之间的动态互作过程存在较大困难，故改用激光共聚焦显微镜观察，同样得到了直观而具说服力的结果。同时我们发现，入侵病原菌也存在菌丝生长顶端的脂筏极化现象，从而更系统地阐述了脂筏在菌丝入侵和植物防御两个过程中的作用。