Molecular genetics of plant hormone signaling

植物激素信号传导的分子遗传学

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2020-04298
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.01万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Parasitic weeds threaten approximately 100 million subsistence framers in Africa. The most pernicious of these weeds, Striga hermonthica (Striga), infests 40% of the sub-Saharan farmland and is the biggest impediment to poverty alleviation on the continent. Presently, the most common method of Striga control is hand weeding, which is time consuming, labour-intensive and disproportionately carried out by women and children. Unfortunately, since much of the crop damage inflicted by Striga occurs before it surfaces, hand weeding is ineffective. Further compounding the situation is Striga seeds remain viable in the soil for up to 20 years, thus purging fields is extremely difficult with severe infestations often resulting in abandonment of the field. Breeding approaches are presently the most economically sought method of parasitic weed control, however, long-term resistance to Striga has not been attained. These challenges necessitates innovative approaches to eradicate Striga that exploit weaknesses in its lifecycle. To this end, Striga, requires a small molecule, Strigolactone (SL), to germinate. SLs emanate from host plant roots causing Striga to germinate and infest the host. Because Striga is an obligate parasite, researchers have tried to develop cheap stable SL analogs that stimulate Striga "suicide" seed germination in the absence of the host. The development of compounds that perturb Striga germination is predicated on mechanistically understanding SL receptors in this species. Over the past grant cycle, my group identified the key SL receptors in Striga and showed one, designated ShHTL7, is essential to Striga germination. In this grant cycle, we will use a combination of genetic and structural information to understand how ShHTL7 perceives SL. Our previous work shows this receptor is highly sensitive to picomolar levels of SLs in the plant (in vivo) but this sensitivity is not reflected in the test tube (in vitro). The nature of the ShHTL7 hypersensitivity is biochemically intriguing because ShHTL7 has a large ligand binding domain (LBD) that should, in principle, decrease not increase its affinity to SL. To reconcile in vivo with in vitro observations we have developed three approaches. First, we will use a "reverse genetics" approach to identify key amino acids in the LBD that contribute to SL sensitivity. Second, we will use an unbiased "forward genetics" approach to also identify key amino acids in the ShHTL7 LBD. This second approach will also identify any ShHTL7 partner proteins that may contribute to SL sensitivity. Finally, we will develop a yeast based high throughput system to assay Striga SL receptors. The basic information gleaned will not only enlighten our understanding of this uniquely hypersensitive parasitic plant SL receptor but will also direct the development of new lead compounds that perturb Striga germination. This in turn, may have long term utility in curbing Striga infestations in Africa.
寄生杂草威胁着非洲约1亿名自给自足的农民。这些杂草中最有害的一种是草本植物,它侵袭了撒哈拉以南40%的农田,是非洲大陆减贫的最大障碍。目前,最常见的控制稻瘟的方法是手工除草,这是一项耗时、劳力密集的工作,而且主要由妇女和儿童进行。不幸的是,由于稻草对作物造成的损害大多发生在它浮出水面之前,所以手工除草是无效的。使情况进一步恶化的是,稻草种子在土壤中存活长达20年,因此净化田地极其困难,严重的感染往往导致田地被遗弃。育种方法是目前寻求的最经济的寄生杂草控制方法,然而,尚未获得对稻瘟病菌的长期抗性。这些挑战要求采取创新的办法根除利用其生命周期中的弱点的Striga。为此,Striga需要一种小分子Strigolacone(SL)才能萌发。SLS从寄主植物的根中发出,导致Striga萌发并侵染寄主。由于Striga是一种专性寄生虫,研究人员试图开发出廉价稳定的SL类似物,在没有寄主的情况下刺激Striga的“自杀性”种子萌发。 扰乱Striga萌发的化合物的发展是基于对该物种中SL受体的机械理解。在过去的资助周期中,我的团队鉴定了Striga中的关键SL受体,并证明了一个名为ShHTL7的受体对Striga的萌发是必不可少的。在这个资助周期中,我们将结合遗传和结构信息来了解ShHTL7是如何看待SL的。我们之前的工作表明,这种受体对植物体内SLS的皮摩尔水平高度敏感,但这种敏感性在试管中(在体外)没有反映出来。ShHTL7超敏反应的本质在生物化学上很有趣,因为ShHTL7有一个大的配体结合结构域(LBD),原则上应该降低而不是增加它与SL的亲和力。为了使体内观察与体外观察相一致,我们开发了三种方法。首先,我们将使用“反向遗传学”方法来确定LBD中导致SL敏感性的关键氨基酸。其次,我们将使用一种无偏见的“正向遗传学”方法来识别ShHTL7 LBD中的关键氨基酸。这第二种方法也将确定任何可能有助于SL敏感性的ShHTL7伙伴蛋白。最后,我们将开发一个基于酵母的高通量系统来检测striga SL受体。所收集的基本信息不仅将启发我们对这种独特的高度敏感的寄生植物SL受体的理解,还将指导开发干扰Striga萌发的新的先导化合物。反过来,这可能会对遏制非洲的斯特里加灾害产生长期的效用。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

McCourt, Peter其他文献

Squeezing red blood cells on an optical waveguide to monitor cell deformability during blood storage
  • DOI:
    10.1039/c4an01181c
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Ahluwalia, Balpreet Singh;McCourt, Peter;Helleso, Olav Gaute
  • 通讯作者:
    Helleso, Olav Gaute
Optical trapping and propulsion of red blood cells on waveguide surfaces
  • DOI:
    10.1364/oe.18.021053
  • 发表时间:
    2010-09-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Ahluwalia, Balpreet Singh;McCourt, Peter;Helleso, Olav Gaute
  • 通讯作者:
    Helleso, Olav Gaute
Small-molecule antagonists of germination of the parasitic plant Striga hermonthica
  • DOI:
    10.1038/nchembio.2129
  • 发表时间:
    2016-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    14.8
  • 作者:
    Holbrook-Smith, Duncan;Toh, Shigeo;McCourt, Peter
  • 通讯作者:
    McCourt, Peter
Tuning of Liver Sieve: The Interplay between Actin and Myosin Regulatory Light Chain Regulates Fenestration Size and Number in Murine Liver Sinusoidal Endothelial Cells.
  • DOI:
    10.3390/ijms23179850
  • 发表时间:
    2022-08-30
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zapotoczny, Bartlomiej;Szafranska, Karolina;Lekka, Malgorzata;Ahluwalia, Balpreet Singh;McCourt, Peter
  • 通讯作者:
    McCourt, Peter
Structure-function analysis identifies highly sensitive strigolactone receptors in Striga
  • DOI:
    10.1126/science.aac9476
  • 发表时间:
    2015-10-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Toh, Shigeo;Holbrook-Smith, Duncan;McCourt, Peter
  • 通讯作者:
    McCourt, Peter

McCourt, Peter的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('McCourt, Peter', 18)}}的其他基金

Molecular genetics of plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04298
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular genetics of plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04298
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular genetic of Plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2015-06330
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular genetic of Plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2015-06330
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular genetic of Plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2015-06330
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Canada Research Chair in Plant Molecular Biology
加拿大植物分子生物学研究主席
  • 批准号:
    1000216011-2009
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Molecular genetic of Plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2015-06330
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Canada Research Chair in Plant Molecular Biology
加拿大植物分子生物学研究主席
  • 批准号:
    1216011-2009
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Canada Research Chair in Plant Molecular Biology
加拿大植物分子生物学研究主席
  • 批准号:
    1000216011-2009
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Molecular genetics of hormone signaling
激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    122167-2009
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

Journal of Genetics and Genomics
  • 批准号:
    31224803
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
双相情感障碍的基因多态性的关联研究
  • 批准号:
    81101008
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
调控TLRs信号通路候选miRNAs靶基因3'UTR内SNPs对口腔鳞状细胞癌发病的影响及其后续功能分析
  • 批准号:
    81001208
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
精神分裂症脑网络异常的影像遗传学研究
  • 批准号:
    81000582
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
精神分裂症与吸烟关联的分子遗传学机制研究
  • 批准号:
    81000579
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
中国竹叶青蛇属Viridovipera的分子系统与形态进化
  • 批准号:
    30970334
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    8.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
FcγR基因拷贝数和狼疮性肾炎相关研究
  • 批准号:
    30801022
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
智力超常儿童的基因分型的初步研究
  • 批准号:
    30670716
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
鸡脂肪组织生长发育的分子遗传学基础
  • 批准号:
    30430510
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    130.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目

相似海外基金

Molecular genetics of plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04298
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular Mechanisms of Stem Cell Homeostasis in Arabidopsis
拟南芥干细胞稳态的分子机制
  • 批准号:
    10278380
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
Discovering the molecular genetic principles of cell type organization through neurobiology-guided computational analysis of single cell multi-omics data sets
通过神经生物学引导的单细胞多组学数据集计算分析发现细胞类型组织的分子遗传学原理
  • 批准号:
    10189902
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
Molecular genetics of plant hormone signaling
植物激素信号传导的分子遗传学
  • 批准号:
    RGPIN-2020-04298
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Molecular Mechanisms of Stem Cell Homeostasis in Arabidopsis
拟南芥干细胞稳态的分子机制
  • 批准号:
    10642908
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
Project 2 - Deciphering the Molecular Drivers of Common Forms of Human Infertility Using Integrative Genomic, Cellular, and Phenomic Approaches
项目 2 - 使用综合基因组、细胞和表型组方法破译人类不孕症常见形式的分子驱动因素
  • 批准号:
    10463546
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
Understanding the Evolution, Biology, and Molecular Mechanism of Argonaute Proteins
了解 Argonaute 蛋白质的进化、生物学和分子机制
  • 批准号:
    10431981
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
Understanding the Evolution, Biology, and Molecular Mechanism of Argonaute Proteins
了解 Argonaute 蛋白质的进化、生物学和分子机制
  • 批准号:
    10210273
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
A Molecular Genetic Analysis of Root Morphogenesis
根形态发生的分子遗传学分析
  • 批准号:
    10380600
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
A Molecular Genetic Analysis of Root Morphogenesis
根形态发生的分子遗传学分析
  • 批准号:
    9902468
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.01万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了