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设施弱光导致番茄病害高发中糖转运蛋白STP的作用及其调控机制
结题报告
批准号:
31772355
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
师恺
依托单位:
学科分类:
C1508.茶学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
齐振宇、Golam Jalal Ahammed、王娇、张欢、胡璋健、贺宇鹏、顾少涵
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中文摘要
设施弱光不仅使作物产量品质下降,也会导致病害高发,威胁蔬菜产品安全,但弱光与作物抗病性关系远不清楚。项目拟在前期发现弱光下糖转运蛋白(SlSTP2)表达抑制,并导致番茄对病害敏感的基础上,以番茄SlSTP2过表达、CRISPR突变、基因沉默植株,以及叶斑病菌、叶霉病菌为材料,通过14C-己糖饲喂、EMSA和ChIP等技术解析弱光下SlSTP2在底物及转录水平上的钝化机理;利用Co-IP、酵母双杂、BiFC等鉴定SlSTP2与关键蛋白的互作及其对光强的响应,挖掘弱光下番茄SlSTP2介导的敏感性与FLS2-BAK1复合体途径、HXK糖信号途径的关系及内在机制。探讨具潜在STP调控活性的CO2加富对弱光下番茄抗病性的影响及机制。项目将阐明设施弱光导致番茄敏感性变化中糖转运蛋白STP的关键作用及其调控机制,有助于解决困扰园艺作物弱光下抗性下降导致的病害高发问题,为设施安全高效生产提供理论基础。
英文摘要
In greenhouse cultivation, low light not only affects production and quality of agroecosystems, but also dampen plant inner defense, causing disease susceptibility and threatening food safety. However, knowledge of the effects of low light on diseases and underlying mechanism is much lacking. Based on our current finding that a sugar transport protein SlSTP2 play a pivotal role in mediating tomato susceptibility against pathogen under low light, we will construct and use series of SlSTP2 transgenic over-expression lines, CRISPR mutant lines and VIGS gene-silenced tomato lines to dissect the underlying mechanism for their response to two different types of popular plant pathogens (bacterial leaf speck disease P. syringae and fungal leaf mold C. fulvum) under control and low light. In details, the inactivation mechanism of STP in response to low light will be examined at both substrate level and transcripts regulation level through approaches of 14C isotope labeling technology, electrophoretic mobility shift assay (EMSA) and chromatin immunoprecipitation-qPCR (ChIP-qPCR). The functionary mechanism of SlSTP2 and its uncoupling with FLS2-BAK1 complex pathway and/or sugar signaling pathway in susceptibility against pathogens under low will be evaluated using coimmunoprecipitation (Co-IP), split-ubiquitin yeast two-hybrid, and bimolecular fluorescence complementation (BiFC) technologies. Meanwhile, the alleviatory effects of elevated CO2 which can potentially regulate STP will also be examined. These results will not only give insight into the role and the mechanism involved in sugar transporter protein STP-mediated disease susceptibility under low light, but also supply theoretical basis for enhancing the vegetables plant defense and safety in suboptimal light intensity conditions, and therefore is of fundamental significance for horticultural science and industry.
设施弱光不仅使作物产量品质下降,也会导致病害高发,威胁蔬菜产品的安全,但弱光与作物抗病性的关系远不清楚。项目以番茄为材料,围绕弱光环境如何影响糖代谢、糖信号途径调控作物抗病性等问题开展研究,明确了糖转运蛋白STP2与糖信号传导途径G蛋白β亚基互作,正调控番茄对细菌性叶斑病的抗性;发现番茄通过G蛋白感知并传导葡萄糖信号调控弱光下番茄对Pst DC3000的抗性;进一步研究发现CO2 加富能增加弱光下番茄的抗病性。项目加深了我们对于糖代谢/信号途径在弱光环境下植物抗病性中作用机理的理解,有助于解决困扰园艺作物弱光下抗性下降导致的病害高发问题,为设施安全高效生产提供理论基础。项目执行期间共培养博士后1名,博士研究生4名,硕士研究生2名。项目负责人以第一或通讯作者在 Plant Cell、New Phytologist等主流国际刊物上发表本项目的资助论文 13 篇,其中 IF5year 大于 5.0 的论文 8 篇。另本项目成果申报并获授权国家发明专利3 项。积极参加学术活动,在 5 个国内外学术会议上报道了本项目的研究成果。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1111/ppl.12752
发表时间:2018-08
期刊:Physiologia plantarum
影响因子:6.4
作者:Huan Zhang;Caizhe Pan;Shaohan Gu;Qiaomei Ma;Yiqing Zhang;Xin Li;K. Shi
通讯作者:Huan Zhang;Caizhe Pan;Shaohan Gu;Qiaomei Ma;Yiqing Zhang;Xin Li;K. Shi
Induction of systemic resistance in tomato against Botrytis cinerea by N-decanoyl-homoserine lactone via jasmonic acid signaling
N-癸酰基-高丝氨酸内酯通过茉莉酸信号传导诱导番茄对灰葡萄孢的全身抗性。
DOI:10.1007/s00425-018-2860-7
发表时间:2018-05-01
期刊:PLANTA
影响因子:4.3
作者:Hu, Zhangjian;Shao, Shujun;Shi, Kai
通讯作者:Shi, Kai
Plant peptides in plant defense responses
植物防御反应中的植物肽
DOI:10.1080/15592324.2018.1475175
发表时间:2018-01-01
期刊:PLANT SIGNALING & BEHAVIOR
影响因子:2.9
作者:Hu, Z.;Zhang, H.;Shi, K.
通讯作者:Shi, K.
A plant phytosulfokine peptide initiates auxin-dependent immunity through cytosolic Ca2+ signaling in tomato.
植物植物硫因子肽通过番茄中的胞质 Ca2 信号传导启动生长素依赖性免疫。
DOI:10.1105/tpc.17.00537
发表时间:2018
期刊:Plant Cell
影响因子:11.6
作者:Zhang H;Hu ZJ;Lei C;Zheng CF;Wang J;Shao SJ;Li X;Xia XJ;Cai XZ;Zhou J;Zhou YH;Yu JQ;Foyer CH;Shi K
通讯作者:Shi K
The Glutamate Receptor Plays a Role in Defense against Botrytis cinerea through Electrical Signaling in Tomato
谷氨酸受体通过番茄中的电信号在防御灰葡萄孢中发挥作用
DOI:10.3390/app112311217
发表时间:2021-12-01
期刊:APPLIED SCIENCES-BASEL
影响因子:2.7
作者:Feng, Shuxian;Pan, Caizhe;Shi, Kai
通讯作者:Shi, Kai
番茄多肽受体PSKR1和钙依赖蛋白激酶CPK28互作调控植物生长和生物胁迫抗性的分子机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    师恺
  • 依托单位:
植物新型肽类激素PSK调控番茄生长-防御的分子机制
  • 批准号:
    LR19C150001
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    师恺
  • 依托单位:
CO2加富环境下番茄作物-病原生物的互作关系及其调控机制
  • 批准号:
    31372108
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    师恺
  • 依托单位:
CO2加富环境下番茄线粒体呼吸的代谢适应及其生理与分子机制
  • 批准号:
    31071832
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    师恺
  • 依托单位:
番茄线粒体交替电子传递中的redox信号及其在抗病毒中的作用
  • 批准号:
    30800763
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    师恺
  • 依托单位:
国内基金
海外基金