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革兰氏阴性植物病原菌产生的harpin蛋白质能够激活植物防卫反应,促进植物生长。不同种属细菌的harpin蛋白陆续被鉴定出来,它们都能够诱导植物的多重有益效应,但对于harpin蛋白与植物互作的分子机制以引起下游反应,特别是促进植物生长,提高抗旱性,还未被人们认识。Hpa1是由可以引起水稻白叶枯病的病原细菌PX099A产生的一种harpin蛋白。本文通过对N端缺失53个氨基酸的Hpa1突变体即Hpa1△NT在植物上生理活性的鉴定,并与Hpa1做比较,发现N端序列对于Hpa1增强抗病性、诱导植物生长是必须的。研究结果将Hpa1的生物活性部位限定在其N末端,这对于鉴定其在植物上的互作位点将起到一定的借鉴作用。此外考虑到植物激素在调节植物生长发育过程中的重要作用,我们将Hpa1促进植物生长及生长相关基因的表达与植物激素联系起来,得出赤霉素参与了此过程,为进一步理解harpin蛋白工作机制提供了帮助。1、Hpa1蛋白质诱导植物生长与增强抗病性必需其N端序列Hpa1蛋白质是一种harpin蛋白,它可以促进植物生长,增强植物抗病和抗旱,但是它的作用机制还未被人们认识。已有研究表明,Hpa1 N端氨基酸序列对其在非寄主植物烟草上产生过敏性反应（Hypersensitive Response,HR）是必需的。为了研究Hpa1 N端氨基酸序列对增强植物抗病性、促进植物生长及其一系列生物学功能的影响,我们分别构建了可以表达完整Hpa1和Hpa1 N端53个氛基酸缺失突变体的原核表达载体,得到了完整的Hpa1蛋白和N端缺失的Hpa1蛋白（Hpa1△NT）产物。用Hpa1处理拟南芥后,植物表现出对病原细菌PstDC3000的抗性增强;Hpa1能够促进植物的营养生长,但不影响生殖生长。Hpa1对植物的生长的促进伴随着生长相关基因的上调表达及植物叶片细胞的生长;随后我们进一步研究了 Hpa1对植物生理的影响,发现Hpa1促进了气孔和叶肉细胞对CO2的传导,增强了光合作用。而Hpa1△NT对于增强植物抗病,促进生长及生长相关基因表达,影响植物生理方面与对照相比几乎没有改变。以上两种截然不同的表型说明N端氨基酸序列对于Hpa1行使其生物学功能是必需的。2、赤霉素参与由Hpa1调控的植物生长植物从种子萌发到开花结果直至衰老死亡的整个生命过程都受植物激素的调节。大量研究结果均表明,在harpin蛋白促进的植物生长中也有特定植物激素信号途径的参与。已有研究证实由PX099A产生的harpin蛋白Hpa1无论是在植物体外施用还是产生的转基因植物,其都能促进植物生长,增强生长相关基因表达,但以上的这些有益效应是否也有植物激素的调节还未有研究。因此本文就赤霉素这种与植物生长有重要关系的植物激素是否参与Hpa1对植物的促生长作用展开了研究。结果表明,植物在施用Hpa1后内源赤霉素的含量明显增加。用赤霉素生物合成受损的拟南芥突变体ga5-1进行实验和用赤霉素合成抑制剂PBZ体外处理野生型番茄和水稻以阻断赤霉素信号通路,结果发现Hpa1促进植物生长、诱导EXP基因表达的作用,虽未完全消失,但是受到了显著的削弱。因此我们推测赤霉素参与了 Hpa1调控的植物生长与生长相关基因表达。