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当植物受到环境中生物和非生物胁迫时,植物通过其信号传导途径有效地调控体内相关功能基因的表达,进而引发一系列生理、生化反应,形成高效有序的信号调控网络,以降低或消除给植株带来的危害。转录调控在植物对环境胁迫的应答反应中起着承上启下的作用。作为植物体内最大的转录因子家族之一,MYB转录因子在植物抗逆胁迫过程中起着重要的作用。以往研究证明,拟南芥转录因子AtMYB44和AtMYB15在抗旱、抗盐胁迫等非生物胁迫过程中发挥重要作用,但是在生物胁迫过程中参与了哪个信号传导途径、发挥了什么样的作用还没有报道。本博士论文着重通过一系列的生物化学、分子生物学和遗传学方法,解析在多种生物胁迫过程中,拟南芥转录因子AtMYB44和AtMYB15植物防卫反应中的作用。1 AtMYB44防卫大白菜软腐病菌机制的研究在拟南芥中,茉莉酸(jasmonic acid, JA)和胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜亚种(Erwinia carotovora subsp. carotovora, Ecc)可以诱导AtMYB44的表达,这说明AtMYB44可能参与了拟南芥防卫Ecc的过程。为了研究AtMYB44在拟南芥防卫Ecc过程中所起的作用,我们实验室产生了过表达AtMYB44的转基因拟南芥植株(35S-M-1),并从拟南芥生物资源中心(The Arabidopsis Information Resource, TAIR)订购了AtMYB44 T-DNA插入突变体(atmyb44)。有报道,根部潜伏对Ecc致病作用是非常关键的。我们从根部接种Ecc,然后利用荧光显微镜和扫描电镜观察软腐病菌在拟南芥根部的吸附。实验发现：与野生型(Col-0)相比,Ecc在atmyb44根表吸附的菌量比较少,而35S-M-1菌量较多。我们在叶片接种Ecc三天后,发现atmyb44叶片带菌量比Col-0少,且发病症状较Col-0轻。然而在35S-M-1中,菌量显著增加并且发病较Col重。最后,我们检测了Col-0、35S-M-1和atmyb44中防卫基因的表达。结果表明,与Col-0相比,atmyb44中几个JA通路基因表达增强,而在35S-M-1中表达下降。综上,我们证明：AtMYB44抑制JA通路信号传导,并负调控拟南芥对Ecc的抗病性。2 AtMYB44作用于EIN2调控拟南芥对绿挑蚜防卫反应蛋白质激发子HrpNEa是植物病原细菌梨火疫病菌(Erwinia amylovora)产生的一种Ⅲ型效应因子,能够启动植物多个信号通路,并且能够激活大量转录因子的表达。HrpNEa处理拟南芥能诱导乙烯(ethylene, ET)产生,乙烯信号通路在拟南芥对绿桃蚜防卫反应中发挥关键的作用,而EIN2是ET通路信号传导的关键因子。为了研究在拟南芥对绿桃蚜防卫反应中转录因子的作用,我们从基因芯片数据库中挑选了37个受到乙烯诱导表达的转录因子,然后使用HrpNEa处理野生型植株(Col-0)并分析它们的表达情况。结果发现：与对照相比,发现有22个转录因子表达上调,4个下调,还有9个变化不显著,其中AtMYB44的上调最明显。为了证明AtMYB44参与了调控植物对绿桃蚜(green peach aphid, GPA, Myzus persicae)的抗性,我们使用绿桃蚜接种atmyb44.结果表明：与Col-0相比,atmyb44对绿桃蚜更敏感。进一步研究发现,EIN2的表达需要转录因子AtMYB44的存在,而且绿桃蚜能够诱导AtMYB44的表达。最后,我们通过蛋白凝胶阻滞实验(Electrophoretic mobility shift assay, EMSA)发现AtMYB44能够结合EIN2启动子。综上所述,我们发现：AtMYB44通过作用于EIN2进而调控乙烯信号通路,诱导拟南芥对绿桃蚜的抗虫性。3 AtMYB15防卫丁香假单胞菌机制的研究当植物受到病原菌侵染或被病原物激发子刺激后,植物能够激活自身防卫反应。这一过程中涉及大量的基因转录调控,转录因子在其中发挥了非常重要的作用。在拟南芥上,我们研究了转录因子AtMYB15在防卫丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000, Pst DC3000)过程中的功能。AtMYB15是一个R2R3-MYB转录因子,能够被茉莉酸和脱落酸诱导表达。我们使用农杆菌侵染洋葱表皮细胞的方法发现,AtMYB15定位于细胞核。在酵母细胞中,AtMYB15能够激活酵母报告基因lacZ表达,这表明：AtMYB15具有转录激活活性。为了进一步研究AtMYB15的功能,我们从TAIR订购AtMYB15 T-DNA插入突变体(atmybl5)。我们在拟南芥上接种Pst DC3000发现：与野生型相比,atmybl5更抗病。通过分子生物学实验分析发现：在拟南芥上接种Pst DC3000后,atmybl5中防卫基因PR-1、PDF1.2表达比Col-0增强。基于以上实验：AtMYB15负调控拟南芥对Pst DC3000的防卫反应。总结本研究以拟南芥为主要研究材料,对AtMYB44和AtMYB15在几种病原物致病过程中参与的植物防卫反应信号传导机制进行了解析。研究发现：第一,atmyb44对Ecc抗病能力提高,而35S-M-1对Ecc更敏感；第二,HrpNEa处理后,通过对37个转录因子分析发现,AtMYB44表达上调最明显,进一步研究发现,AtMYB44通过作用于EIN2进而调控乙烯信号通路,诱导拟南芥对绿桃蚜的抗虫性。第三,与野生型相比,拟南芥AtMYB15 T-DNA插入突变体更抗Pst DC3000.