蛋白激酶XAK3对水稻XA21抗病反应和生长发育的分子调控
批准号:
31371705
项目类别:
面上项目
资助金额:
86.0 万元
负责人:
陈学伟
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
王静、汪吉春、令狐黔艳、尹俊杰、陈薇兰、朱孝波、周晓钢、羊炼、史婵
中文摘要
水稻的正常生长发育和对外界病原菌的抗性是水稻高产优质的重要保障。油菜素内酯对水稻的生长发育具有重要的调控作用,但其分子机理并不清楚。水稻受体蛋白激酶XA21具有对白叶枯病原细菌广谱高抗性,其抗病机理既不同于NBS-LRR 蛋白介导的抗病反应,又不同于FLS2、EFR等模式识别受体介导免疫反应,因此十分必要阐明水稻XA21的抗病机理。本研究的前期工作表明蛋白激酶XAK3是一个多功能蛋白:一方面,XAK3通过与XA21结合对XA21介导的抗病反应起正调控作用;另一方面,XAK3通过抑制油菜素内酯信号转导以调节水稻的生长发育过程。本研究将从遗传学、植物病理学、分子生物化学等方面揭示XAK3调控水稻受体蛋白激酶XA21介导的抗病反应和调控水稻的生长发育的分子机制,以期指导水稻广谱高抗高产育种。通过该项目的实施,将在国内和国际权威杂志上发表论文3-5篇,培养博士生2-3名,硕士生2-3名。
英文摘要
Growing rice varieties with healthy growth and development, and broad-spectrum resistance against pathogens is of most importance for agricultural industry. It is well known that brassinosteroids (BRs) play important roles in plant growth, development and responses to environmental cues, but the molecular regulation mediated by BRs in rice is poorly known. The rice leucine-rich repeat receptor kinase XA21 confers high resistance against diverse isolates of Xanthomonas oryzae pv. oryzae, the causal bacterial pathogen to rice. Interestingly, previous studies have shown that the molecular mechanism of the resistance mediated by XA21 is different from either that mediated by classic NBS-LRR type resistance proteins or that mediated by the Arabidopsis PRRs, FLS2 or EFR. Thus, it is of great interest to elucidate the mechanism of XA21-mediated disease resistance. We previously found that the kinase XAK3 interacts with XA21 and positively regulates XA21-mediated disease resistance. We also found that XAK3 interacts with rice brassinosteroid (BR) receptor kinase BRI1 (OsBRI1) and negatively regulates BR signaling. Here, we intend to explore the molecular mechanism of XAK3-mediated regulation on XA21-mediated disease resistance. We will also discover the molecular mechanism that XAK3 negatively regulates BR signaling and the potential relationship between BR signaling and XA21-mediated immunity in rice. Our study will provide the implicit knowledge for breeding rice with broad-spectrum and high resistance to pathogens, and with high yield and quality as well. Through performing this study, we are aiming to publish 3-5 papers, and to train 2-3 graduates and 2-3 post graduates.
高产抗病水稻的培育是水稻现代化产业发展的重要环节,胞质类受体蛋白激酶在植物中大量存在,但其功能的报道较少。通过本项目的实施,我们对来源于家族VII的胞质类受体蛋白XAK3 (OsRLCK57) 及其三个同源蛋白OsRLCK107、OsRLCK118和OsRLCK176进行分析和鉴定。发现编码这些蛋白的基因分别抑制表达后都能使水稻表现出对油菜素内酯超敏的表型如叶夹角增大等,表明这些基因通过负调控油菜素内酯介导的信号途径实现对水稻的生长发育的调节,并且这些基因对水稻农艺性状和产量性状具有不同的调控作用,如OsRLCK57主要调控分蘖和穗子的二级支梗,而OsRLCK107和OsRLCK118则主要调控结实率。另外,这些基因的表达受白叶枯病原菌诱导增强,而且对受体蛋白XA21介导的抗病性起着正调控作用。这些基因还参与鞭毛蛋白和几丁质激发的免疫反应。综上所述,我们的研究表明该四个胞质类受体蛋白激酶参与水稻的生长发育和抗病性的调控作用,且油菜素内酯的信号与水稻的免疫反应相互关联。我们的研究为今后培育高产高抗水稻奠定了重要理论基础。
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OsBSK1-2, an Orthologous of AtBSK1, Is Involved in Rice Immunity.
OsBSK1-2 是 AtBSK1 的直系同源物,参与水稻免疫
DOI:
10.3389/fpls.2017.00908
发表时间:
2017
期刊:
Frontiers in plant science
影响因子:
5.6
作者:
[Wang J, Shi H, Zhou L, Peng C, Liu D, Zhou X, Wu W, Yin J, Qin H, Ma W, He M, Li W, Wang J, Li S, Chen X]
通讯作者:
Chen X
Identification and network construction of zinc finger protein (ZFP) genes involved in the rice-Magnaporthe oryzae interaction
参与水稻-稻瘟病菌相互作用的锌指蛋白(ZFP)基因的鉴定和网络构建
DOI:
--
发表时间:
2014
期刊:
Plant Omics Journal
影响因子:
--
作者:
[Wei-Tao Li, Wei-Lan Chen, Chao Yang, Jing Wang, Lian Yang, Min He, Ji-Chun Wang, Peng Qin, Yu-Ping Wang, Bing-Tian Ma, Shi-Gui Li, Xue-Wei Chen]
通讯作者:
Xue-Wei Chen
DOI:
10.1111/jipb.12290
发表时间:
2014-12
期刊:
Journal of integrative plant biology
影响因子:
11.4
作者:
[Zuo S, Zhou X, Chen M, Zhang S, Schwessinger B, Ruan D, Yuan C, Wang J, Chen X, Ronald PC]
通讯作者:
Ronald PC
The durably resistant rice cultivar Digu activates defence gene expression before the full maturation of Magnaporthe oryzae appressorium.
持久抗性水稻品种 Digu 在 Magnaporthe oryzae appresorium 完全成熟之前激活防御基因表达
DOI:
10.1111/mpp.12286
发表时间:
2016-04
期刊:
Molecular plant pathology
影响因子:
4.9
作者:
[Li W, Liu Y, Wang J, He M, Zhou X, Yang C, Yuan C, Wang J, Chern M, Yin J, Chen W, Ma B, Wang Y, Qin P, Li S, Ronald P, Chen X]
通讯作者:
Chen X
Four receptor-like cytoplasmic kinases regulate development and immunity in rice.
四种受体样细胞质激酶调节水稻的发育和免疫。
DOI:
10.1111/pce.12696
发表时间:
2016
期刊:
Plant Cell Environ
影响因子:
--
作者:
[Zhou Xiaogang, Wang Jing, Peng Chunfang, Zhu Xiaobo, Yin Junjie, Li Weitao, He Min, Wang Jichun, Chern Mawsheng, Yuan Can, Wu Wenguan, Ma Weiwei, Qin Peng, Ma Bintian, Wu Xianjun, Li Shigui, Ronald Pamela, Chen Xuewei]
通讯作者:
Chen Xuewei
共 12 条
水稻RNA绑定蛋白TPR1调控稻瘟病广谱抗性的分子机制
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批准号:31772153
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈学伟
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依托单位:
水稻SnRK2亚族蛋白MISRK1对Chitin激发免疫反应的分子调控
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批准号:31571994
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:陈学伟
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依托单位:
水稻色氨酸生物合成相关基因Yd1的图位克隆及分子机制研究
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批准号:31171622
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2011
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负责人:陈学伟
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依托单位:
国内基金
海外基金