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泛素化作为一种重要的蛋白质翻译后修饰形式,广泛参与调控植物体内多种生理生化反应,如激素合成、囊泡运输、细胞死亡和先天免疫反应等。本课题前期研究表明,在拟南芥中具有E3泛素连接酶活性的U-box蛋白PUB13综合调控植物细胞死亡、抗病性以及生长发育,且筛选出与PUB13互作的蛋白PUIP4。经结构分析,PUIP4属于高度保守的Copine蛋白,在调控有丝分裂、基因转录和细胞壁重建中具有重要作用。因此,本研究利用pub13puip4双突变体材料及荧光定量PCR等技术手段分析PUIP4在PUB13调控的细胞死亡、抗病反应和发育信号途径中发挥的功能,结果如下:1.PUIP4协同PUB13负调控植物细胞死亡。Trypan blue染色结果显示,pub13与puip4植株都有细胞死亡,而pub13puip4植株的细胞死亡更加明显。2.PUIP4在PUB13调控植物抗病反应中发挥协同作用。在长日照条件下,puip4与pub13puip4均提高了植物对活体营养型病原物Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000的抗性,且pub13puip4相对于puip4更加抗病。同时,二者均降低了植物对死体营养型病原物Botrytis cinerea的抗性,且pub13puip4相比于puip4更加感病。通过检测抗病相关基因的转录水平,发现puip4与pub13puip4体内PR1的表达量均上调,而PDF1.2的表达量均下调。3.PUIP4协同PUB13调控病原物相关分子模式(PAMPs)激发的植物先天免疫反应(PTI)。在长日照条件下,相比于Col-0,pub13与puip4对细菌鞭毛蛋白(flg22)或真菌几丁质(chitin)诱导的PTI反应均明显增强,pub13puip4双突变植株对flg22诱导的PTI反应增强更为明显,但对chitin诱导的PTI反应与pub13单突变植株相比无明显变化。4.PUIP4协同PUB13调控植株的株型与叶片大小,植物的开花时间。pub13puip4在长日照条件下具有叶片明显变小、株型矮化致死的表型。puip4与pub13(--)puip4(+-)均表现早花表型,且二者无明显差别。puip4和pub13(--)puip4(+-)体内的开花正调控因子FT表达上调,负调控因子FLC表达下调。上述结果表明,PUIP4与PUB13协同调控植物的细胞死亡、抗病性和生长发育,为进一步解析植物抗病、细胞死亡和发育的信号交叉途径提供依据。