3讨论与结论
COR是P.syringae pv.tomato分泌的一种化合物，其分子结构同茉莉酸衍生物茉莉酸异亮氨酸极其相似。茉莉酸异亮氨酸是植物激素茉莉酸的生物活性物质，茉莉酸以茉莉酸异亮氨酸的活性形式同受体蛋白COI结合从而激活茉莉酸信号转导途径。COR是病原菌分泌的毒性因子，作为茉莉酸异亮氨酸的结构类似物，在番茄中与受体蛋白COI1的亲和力高于茉莉酸异亮氨酸，在植物激素途径中发挥着与茉莉酸相似的调节作用。Uppalapati等对冠菌素、冠烷酸、冠菌酸和茉莉酸甲酯的作用进行了研究，发现COR相较于冠菌酸和冠烷酸具有更强的生物活性，茉莉酸甲酯诱导基因中有大约40%的基因也能被COR诱导表达。
本试验利用RT-qPCR技术测得不同浓度COR处理条件下茉莉酸、水杨酸、乙烯相关基因以及PAL5的相对表达量。对于茉莉酸相关基因来说，不同的COR注射浓度会呈现出不同的调节作用，高浓度的COR处理上调表达了MYC2基因和LoxD基因，低浓度和较低浓度的COR处理会导致番茄叶片MYC2基因和LoxD基因的下调表达。在健康的植物中存在着低水平的茉莉酸，这些茉莉酸能够诱导JAZ阻遏蛋白的表达，而JAZ蛋白能够抑制下游的茉莉酸信号通路。因此，低浓度COR可能诱导了茉莉酸的负反馈调节，从而下调表达了MYC2基因和LoxD基因。PAL是一种重要的植物防御酶，在本试验中，PAL5基因的表达量在各浓度COR处理的诱导下显著提高，表明COR具有诱导PAL表达的生理功能。外源茉莉酸甲酯施用到植株上能够诱导LjPAL1基因的表达。PAL活性同内源茉莉酸水平呈显著正相关，高活性PAL的植株对死体营养菌尖刀镰孢菌的抗性增强。因此，高浓度COR对PAL5基因的诱导作用可能来源于COR诱导的茉莉酸信号通路。但在低浓度和较低浓度时，COR在抑制了茉莉酸相关基因的表达的同时诱导PAL5基因的大量表达，说明COR对PAL5基因的诱导作用存在不依赖于茉莉酸途径的其他作用途径。本试验中，各浓度COR处理均导致了番茄叶片中PR1a基因的下调表达，而诱导了EIN2基因和EIN3基因的表达，表明COR具有抑制番茄体内水杨酸信号途径和激活乙烯信号途径的功能。
植物在逆境条件下激活激素介导的防御反应是极其耗能的，为了避免过量的防御转录反应影响自身的营养生长，植物在识别出不同的病原体后会采用一种特定的防御途径。不同激素信号通路之间的相互交叉作用为植物平衡生长和防御的能量分配提供了可能性。通常情况下，茉莉酸和乙烯信号途径通过MYC2和EIN3协同诱导下游防御基因PDF1.2的表达，增强植物对死体营养病原菌的抵抗性，而水杨酸则介导对活体营养和半活体营养病原菌的广谱抗性。茉莉酸信号通路和水杨酸信号通路之间主要表现出拮抗作用。MYC2转录因子能够与NAC转录因子的启动子结合，激活NAC转录因子的转录，NAC转录因子的基因抑制了水杨酸生物合成相关酶ICS的表达，同时上调表达了能够诱导水杨酸失活的苯甲酸/水杨酸羧甲基转移成酶的表达，进而抑制水杨酸的合成和积累。丁香假单胞菌是一种半活体营养病原菌，植物对丁香假单胞菌的防御反应依靠水杨酸信号通路。S.Panchal等比较了夜间环境下Pto处理叶片和外源COR处理叶片的气孔开口宽度差异，发现Pto分泌的COR与1.5μmol/L浓度外源COR处理诱导的气孔开口宽度相当，由此可以假设细菌侵染过程中产生的COR生物浓度为1.5μmol/L，该浓度与本次试验中的高浓度梯度相当。本研究结果表明高浓度COR能够激活乙烯和茉莉酸信号通路相关基因的表达而抑制水杨酸信号途径相关基因的表达，因此，推测在丁香假单胞菌侵染过程中，细菌通过分泌高浓度的COR劫持乙烯/茉莉酸途径，进而削弱依赖于水杨酸的植物防御反应。
分别接种Pto和cor-到番茄叶片中，一定时间后取样检测番茄叶片中的细菌生长，结果显示能够分泌冠菌素的野生型菌株Pto在叶片中的生长能力远强于不能分泌冠菌素的突变株cor-，表明COR增强了细菌在叶片中的寄生能力，从而增强了细菌致病性。胼胝质是一种无定型的高分子量β-1,3-葡萄糖聚合物，能够在病原体侵染早期在入侵部位沉积，形成有效的物理屏障，增强植物的细胞壁防御。通常认为，胼胝质沉积是由病原体相关分子模式触发引起的植物防御，用纯化的丁香假单胞菌鞭毛蛋白的保守肽flg22处理叶片可以诱导胼胝质沉积。病菌通过一些效应蛋白因子作用于宿主植物，能够抑制胼胝质沉积，比如flg22激活的胼胝质沉积就受到丁香假单胞菌分泌的效应蛋白的抑制。本试验中的胼胝质染色观测结果显示，相较于对照处理，野生型菌株Pto和突变株cor-均能显著诱导番茄叶片的胼胝质沉积，但Pto诱导的胼胝质沉积数量显著少于cor-诱导的胼胝质沉积，表明COR也能够抑制植物胼胝质沉积。
综上，本研究揭示不同浓度COR对番茄叶片防御基因的调节作用，各浓度的COR处理均能激活乙烯信号传导途径，且高浓度时这种诱导效应最强；COR处理激活了PAL5基因的表达，抑制了PR1a基因的表达；COR在高浓度时会促进番茄茉莉酸合成和信号传导，而在低浓度时抑制茉莉酸相关基因的表达。本研究结果证明了COR在丁香假单胞菌侵染过程中发挥着重要作用。一方面，细菌可能通过分泌高浓度的COR，促进了乙烯/茉莉酸途径，以此拮抗水杨酸途径；另一方面，细菌分泌的COR能够显著减少叶片中的胼胝质沉积数量。因此，COR作为一种毒性因子促进细菌削弱了宿主防御，从而促进病原菌的生长。
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