小麦蓝矮植原体激发子SWP11调控寄主防御反应的分子机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31701761
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1401.植物病理学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The wheat blue dwarf (WBD), caused by phytoplasma invasion, is one of the most important diseases affecting wheat production in northwest China. However, due to lack of stable transformation system and difficult to be cultivated in vitro, study on pathogenic mechanism of WBD still belongs to the start stage so far. Particularly, study on phytoplasma elicitor regulate of host immune responses have not been reported. Based on the previous completion of genomic sequencing of WBD phytoplasma, the effector proteins which stimulate the defence response of the host plant were screened, and finally an effector protein SWP11 was obtained for the first time on phytoplasma. we will try to study the function of SWP11 in the wheat-phytoplasma interaction by gene over-expression and gene silence. Y2H, Co-IP and BiFC technologies will be applied to identify the interacting proteins of SWP11, and VIGS will be used to study the function of the interacting proteins in plant defence response. In addition, proteomic profiling of SWP11-induced wheat plants will be analyzed to study the signal transduction pathway during the process of cell necrosis. And finally, the molecular mechanism of wheat defense response to SWP11 could be revealed. This research has important implications for studying on the interaction mechanism between SWP11 phytoplasma and the wheat, and is expected to provide a new approach for the prevention and control of WBD disease in production.
由植原体侵染引起的小麦蓝矮病是影响我国西北麦区小麦生产的重要病害。然而,植原体缺乏稳定的遗传转化体系且难以体外培养,迄今该病害致病机制的研究尚属起步阶段,特别是植原体激发子调控小麦防御反应方面至今未见相关的研究报道。本实验室前期完成了WBD植原体的基因组,并首次在植原体上筛选获得了激发小麦防御反应的激发子SWP11。本项目拟利用基因沉默和过表达技术研究SWP11在植原体-小麦互作中的功能;利用Y2H、Co-IP和BiFC等技术鉴定SWP11的互作靶标,并利用VIGS技术研究靶标蛋白在小麦防御反应中的功能,明确SWP11与小麦靶标蛋白互作的功能域和可能的信号传递作用;测定SWP11激发小麦防御反应的蛋白质组,解析小麦细胞坏死的信号传导通路,揭示SWP11激发小麦防御反应的分子机理。本研究对阐明WBD植原体与小麦互作的机制具有重要意义,有望为生产中WBD病害的防治提供新途径。

结项摘要

由植原体侵染引起的小麦蓝矮病是影响我国西北麦区小麦生产的重要病害。然而,植原体缺乏稳定的遗传转化体系且难以体外培养,迄今该病害致病机制的研究尚属起步阶段,特别是植原体激发子调控小麦防御反应方面至今未见相关的研究报道。本实验室前期完成了WBD植原体的基因组,并首次在植原体上筛选获得了激发小麦防御反应的激发子SWP11。本项目研究了SWP11在模式寄主植物长春花中的表达特征,在长春花感染WBD植原体后第30天,SWP11基因表达量达到最高,研究了SWP11在不同长春花组织中的表达量,发现SWP11在根中表达量最高;研究了SWP11的亚细胞定位,结果表明SWP11在烟草细胞的细胞膜、细胞质和细胞核均有定位;研究了SWP11的活性功能域,发现SWP11 N端的12到44位氨基酸是其发挥功能的关键活性功能域;利用基因沉默和过表达技术研究了SWP11在植原体-小麦互作中的功能,明确了SWP11在植原体-小麦互作中起负调控的作用;利用Y2H、AP-SWATH和BiFC等技术鉴定SWP11的互作靶标,明确了SWP11 通过与寄主植物的过氧化物酶(Prx3和prx63)互作,从而抑制了寄主植物过氧化物酶的功能,导致过氧化物酶分解过氧化氢的量减少,造成过氧化氢积累,引起寄主植物细胞过敏性坏死。测定了SWP11激发小麦防御反应的蛋白质组和转录组,数据均表明SWP11激发了寄主植物的防御反应。本研究对阐明WBD植原体与小麦互作的机制具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cryobiotechnology: A Double-Edged Sword for Obligate Plant Pathogens
低温生物技术:针对专性植物病原体的双刃剑
  • DOI:
    10.1094/pdis-11-18-1989-fe
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Plant Disease
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Zhao Lei;Wang Minrui;Li Jingwei;Cui Zhenhua;Volk Gayle M.;Wang Qiaochun
  • 通讯作者:
    Wang Qiaochun
In vitro thermotherapy-based methods for plant virus eradication.
基于体外热疗的植物病毒根除方法
  • DOI:
    10.1186/s13007-018-0355-y
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Plant methods
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Wang MR;Cui ZH;Li JW;Hao XY;Zhao L;Wang QC
  • 通讯作者:
    Wang QC
Polysaccharide Peptide-Induced Virus Resistance Depends on Ca2+ Influx by Increasing the Salicylic Acid Content and Upregulating the Leucine-Rich Repeat Gene in Arabidopsis thaliana
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Molecular Plant-Microbe Interactions
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhao Lei;Chen Yujia;Yang Wen;Zhang Yuanle;Chen Wenbao;Feng Chaohong;Wang Qaochun;Wu Yunfeng
  • 通讯作者:
    Wu Yunfeng
Cryopreservation of virus: a novel biotechnology for long-term preservation of virus in shoot tips.
病毒冷冻保存:一种在茎尖长期保存病毒的新型生物技术
  • DOI:
    10.1186/s13007-018-0312-9
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Plant methods
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Wang MR;Yang W;Zhao L;Li JW;Liu K;Yu JW;Wu YF;Wang QC
  • 通讯作者:
    Wang QC

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猕猴桃黄化环斑病毒CP引起猕猴桃黄化的作用机理研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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