植物-病原菌互作过程中抗氰呼吸作为植物过敏反应节点的分子基础研究
结题报告
批准号:
31772147
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
李红玉
依托单位:
学科分类:
C1401.植物病理学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
马敏芝、华栋、王子宁
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
植物-病原菌互作过程中的植物过敏反应现象,一直是植物病理学家关心的问题,其中细胞快速程序性死亡的精确调控机制、关键通路尚有许多未解之谜,有待深入研究。本课题组通过比较植物细胞快速程序性死亡与动物细胞凋亡机制的差异,并结合本实验室的研究积累,提出植物-病原菌互作过程中植物抗氰呼吸是过敏反应节点的假说,并拟以小麦锈菌诱导的小麦过敏反应、水稻白叶枯病菌诱导的水稻过敏反应为实验体系,研究这一假说的分子基础。相信通过本项目的研究,能够部分阐明病原菌诱导的植物过敏反应中细胞快速程序性死亡的精确调控机制及关键通路,初步揭示植物-病原菌互作过程中植物抗氰呼吸成为过敏反应节点的分子基础。
英文摘要
Plant - pathogen interaction in the process of plant allergic reactions, has been a concern of plant pathologists, including rapid regulation of cell death mechanism, the key path there are many unsolved mysteries to be further studied.In this study, we compared the rapid apoptosis of plant cells and the difference of animal cell apoptosis mechanism, and combined with the accumulation of laboratory research, the plant-pathogen interaction process of plant cyanide-resistant respiration is the hypersensitivity node hypothesis, and to the wheat allergic reaction induced by Puccinia striiformis West and the rice allergic reaction induced by Xanthomonas oryzae pv.oryzae (Ishiyama)were used as experimental system to study the molecular basis of this hypothesis.Through the study of this project, it is possible to clarify the precise regulation mechanism and key pathways of rapid programmed cell death in plant allergic reactions induced by pathogens.As far as possible to reveal the plant-pathogen interaction process of plant cyanide-resistant respiratory allergic reaction node molecular basis.
(1) 小麦接种锈菌增加了叶片中aox1a和aox1c的表达,aox1a的表达在接种前7天呈上升趋势,在接种后7天呈下降趋势,aox1c和cox表达无规律;线粒体离体实验显示小麦接种锈菌后线粒体呼吸发生了变化,当使用苹果酸作为底物时,线粒体活性和AOX、MDH活性增强;线粒体ETC诱导电子通过非质子p的能力增强;台盼蓝染色、DAB染色和电解质渗漏试验均提示接种锈菌后细胞死亡增加,DAB染色和电解质渗漏试验证实,这种细胞死亡源于氧自由基活性升高,当细胞转向AOX呼吸时,可能会产生更多的用于信号转导的自由基。上述结果表明,AOX在植物的生物胁迫中发挥着重要作用,能对代谢和呼吸活动的变化做出快速反应。.(2) 软腐细菌接种烟草叶片后表现出抗氰呼吸速率以及所占总呼吸比值的增加;同时过敏性细胞死亡特征显示,烟草叶片在软腐细菌侵染12h时已有细胞死亡并表现出过敏性病斑,被Typan blue染成蓝色。DAPI染色后用荧光观察发现,烟草叶片在软腐细菌诱导12h表现出明显的染色质浓缩;同时细胞色素c开始流失。当抗氰呼吸途径被SHAM抑制剂部分阻断时,烟草叶片的过敏性细胞死亡特征程度增加。显示当烟草受到软腐细菌侵染时,抗氰呼吸途径被启动并调节过敏性细胞死亡,使得寄主植物受侵染部位发生快速凋亡,将病原细菌控制在一定范围内。.(3) 软腐细菌侵染马铃薯块茎切片后检测其离体线粒体呼吸的进程,发现软腐细菌侵染可导致离体线粒体中抗氰呼吸速率及其占总呼吸比值的增加;线粒体状态呼吸3以及呼吸控制率的增加,线粒体呼吸链上复合物III活性降低而复合物IV活性升高;线粒体膜电位升高;交替呼吸途径被部分抑制后,以上测定指标均发生变化,显示当马铃薯块茎切片受软腐细菌侵染时抗氰呼吸途径参与并调节线粒体的呼吸活动。.(4) 软腐细菌侵染马铃薯块茎切片后,其交替氧化酶aox基因,细胞色素c cytochrome c 基因和细胞色素c氧化酶 cox基因水平和相应的蛋白水平发生变化,软腐细菌侵染使得马铃薯块茎切片aox基因表达量升高,cytochrome c 基因表达量降低;同时线粒体中的cytochrome c 蛋白含量呈现下降趋势,而细胞质中cytochrome c 蛋白含量呈现升高趋势,显示线粒体内膜受到软腐细菌的破坏,电子传递链的载体cytochrome c开始从线粒体向细胞质中流失。
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:--
发表时间:2021
期刊:Plant biology
影响因子:--
作者:Muhammad Suleman;Minzhi Ma;Guangfei Ge;Dong Hua;Hongyu Li
通讯作者:Hongyu Li
Reactive oxygen species induce cyanide-resistant respiration in potato infected by Erwinia carotovora subsp. Carotovora
活性氧诱导受胡萝卜软腐欧文氏菌亚种感染的马铃薯的抗氰化物呼吸。
DOI:10.1016/j.jplph.2020.153132
发表时间:2020-03-01
期刊:JOURNAL OF PLANT PHYSIOLOGY
影响因子:4.3
作者:Hua, Dong;Duan, Jiangong;Li, Hongyu
通讯作者:Li, Hongyu
DOI:10.1111/plb.13098
发表时间:2020-05-01
期刊:PLANT BIOLOGY
影响因子:3.9
作者:Hua, D.;Ma, M.;Li, H.
通讯作者:Li, H.
马铃薯块茎-软腐病菌互作过程中线粒体内膜两条能量散失途径的运行、调控机制及其病理学功能研究
  • 批准号:
    31571989
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    67.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    李红玉
  • 依托单位:
光下小麦抗氰交替途径作为光合作用与呼吸作用协同节点的分子机制
  • 批准号:
    31071335
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    31.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    李红玉
  • 依托单位:
植物病原细菌中内源过氧化氢的产生、调控机制及其可能的生理、病理学功能
  • 批准号:
    30670070
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    李红玉
  • 依托单位:
病原菌侵染诱导植物线粒体膜出现抗氰交替电子传递途径的分子基础
  • 批准号:
    30471133
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    李红玉
  • 依托单位:
植物-病原菌互作过程中活行氧释放多样性的分子基础
  • 批准号:
    30170238
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    李红玉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金