水稻感病基因Xa13调控铜转运致病的分子机理解析
结题报告
批准号:
31100875
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
袁猛
依托单位:
学科分类:
C0602.基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
李香花、李昱、毛伟华
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中文摘要
白叶枯病是水稻的重要病害之一。我们前期研究工作发现水稻Xa13是一个在水稻-白叶枯病菌互作中的感病基因,它编码的蛋白质与两个铜转运类蛋白COPT1和COPT5互作,将水稻导管中的铜转运进细胞以降低铜对病菌的毒害,使白叶枯病菌在导管中繁殖并蔓延,造成水稻感病;但是XA13蛋白在此过程中的具体生化功能尚不清楚。本项目拟在显微和超微结构水平、蛋白质互作水平上开展研究工作。通过动态监测白叶枯病菌入侵水稻后COPT1和COPT5的分布,分析XA13蛋白是否帮助这两种蛋白适时适量转运至细胞膜上发挥铜转运功能;通过点突变XA13蛋白,分析XA13蛋白是否在维系铜转运所必需的XA13-COPT1-COPT5复合体的空间结构中发挥功能。本研究结果能够回答水稻-白叶枯病菌互作中的深层次科学问题,有助于丰富对寄主-病菌互作过程复杂机理的认识,具有科学意义;而且也为合理高效利用相关基因进行水稻遗传改良提供理论依据
英文摘要
白叶枯病是危害水稻生产的重要细菌性病害之一,在世界水稻产区危害非常严重,在我国水稻生产区以海南、广西、广东、福建等沿海省份危害尤为严重。我们以前的研究工作发现水稻的显性Xa13基因是一个感病基因,而它的隐性xa13基因是一个抗病基因。我们发现水稻体内的两个铜转运蛋白COPT1和COPT5可以特异性和XA13蛋白互作,将水稻导管中的铜转运进细胞内以降低铜对白叶枯病菌的毒害。但是这个过程中XA13蛋白的生化功能急需要我们明晰。经过我们3年时间的研究,发现超量表达COPT1和COPT5后可以显著提高转基因水稻地上和地下部分铜离子的含量,我们通过原位固定转基因水稻体内的铜离子,结合高分辨率透射电子显微镜技术,发现超量表达COPT1和COPT5基因可以使铜离子累积在水稻细胞内的,进一步发现主要累积在细胞内的膜状结构上,推测可能是COPT1和COPT5基因将水稻体内的铜离子转运至细胞内以与细胞膜状结合形式,以防止过多的铜离子对水稻细胞的毒害。同时,我们鉴定到XA13蛋白的第一个MtN3结构域上至少有15个氨基酸位点发生突变后,就不能与COPT1或COPT5互作,表明这些位点的氨基酸是XA13-COPT1-COPT5互作的关键位点,为明晰XA13蛋白生化功能奠定基础。
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DOI:10.1093/mp/sst035
发表时间:2013-05
期刊:Molecular plant
影响因子:27.5
作者:M. Yuan;Shiping Wang
通讯作者:M. Yuan;Shiping Wang
响应白叶枯病菌侵染转录和翻译调控模式重构的水稻基因发掘和分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    袁猛
  • 依托单位:
协同白叶枯病菌TALE致病的水稻关键因子功能及调控机制解析
  • 批准号:
    31871946
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    袁猛
  • 依托单位:
水稻三个含MtN3结构域抗病基因在水稻—白叶枯病菌互作中协同/竞争机制的研究
  • 批准号:
    31371926
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    袁猛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金