LysM-GPI锚定蛋白基因OsGpiAPs参与水稻病原防御反应的分子机制研究

批准号:
31100874
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
刘兵
依托单位:
学科分类:
C0603.表观遗传调控
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
敖英、刘隽、杨水军、李琳、王金发
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中文摘要
LysM蛋白是一类含有lysin motif保守结构的蛋白,在植物病原免疫反应中起重要作用。本实验室对所分离的两个含LysM结构域的细胞外膜GPI锚定蛋白(OsGpiAP1,OsGpiAP2)的前期研究提示,它们参与了水稻对真菌及病原细菌的免疫反应。因此,本项目拟通过对所建立的OsGpiAPs系列水稻转基因植株(RNAi与过表达)进行感染检测,分析其参与天然免疫的细胞生理反应;在此基础上,通过与病原刺激物PAMP物质的结合实验,研究OsGpiAPs识别的PAMP物质,重点探讨LysM保守位点在其中的作用(病原菌的识别);进而研究OsGpiAPs与RLKs的体内互作及OsGpiAPs对RLKs激酶活性的影响(入侵信号由胞外传到胞内)。本项目以OsGpiAPs为出发点,通过研究OsGpiAPs与RLKs的关系,揭示植物识别病原菌入侵及入侵信号细胞向内传递的分子机制,具有重要理论意义及应用前景。
英文摘要
植物天然免疫是植物免疫系统的重要组成部分,植物细胞膜上存在多种模式识别受体(PRRs),通过识别病原体上的一些共有、保守的分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)引发先天免疫反应。LysM蛋白(LYPs)是一类含有lysin motif保守结构域的蛋白,在植物天然免疫识别中起着重要作用。本实验室分离到两个含有LysM结构域的GPI锚定蛋白OsLYP4, OsLYP6(曾命名OsGpiAP1,2),提示它们可能参与了水稻对病原菌的免疫反应。因此,本研究对所建立的OsLYPs系列水稻转基因植株(RNAi与过表达),检测其细胞学和生理学抗病反应;在此基础上,通过与病原刺激物PAMPs物质的结合实验,探究OsLYPs与肽聚糖和几丁质的结合能力;通过筛选膜上互作蛋白,进一步探讨OsLYPs识别并介导PAMPs信号的天然免疫分子机制。结合生理、生化、分子以及遗传学方面的深入研究,获得了以下主要结果:(1)亚细胞定位分析表明OsLYP4,6蛋白是定位于细胞质膜的GPI锚定蛋白。同时,诱导表达谱表明OsLYP4,6基因能够被病原菌及PAMPs物质诱导表达。上述结果提示,OsLYP4,6基因可能参与PAMPs物质介导的免疫反应。(2)通过体内外的结合实验表明,OsLYP4,6蛋白可与几丁质和肽聚糖发生直接结合,进一步提示OsLYP4,6蛋白可双重识别几丁质和肽聚糖。(3)通过对OsLYP4,6的转基因过表达和干涉植株进行PAMPs响应的细胞学分析,结果表明,OsLYP4,6转基因干涉植株的细胞学响应受到抑制。同时,宏观抗病表型分析表明,转基因干涉植株对细菌病原白叶枯病菌、细菌性条斑病菌、真菌病原稻瘟病菌相对于空载对照敏感,而过表达植株相对于空载对照抗性增强。进一步证实OsLYP4,6基因参与水稻细菌和真菌的抗病反应。(4)了进一步研究OsLYP4,6介导免疫反应的分子机制,筛选到膜上的互作蛋白OsCERK1。利用PAMPs物质进行处理,结果表明,几丁质和肽聚糖影响OsLYP4,OsLYP6与OsCERK1蛋白之间的互作。通过检测细胞响应,证实OsCERK1基因沉默,可抑制水稻对几丁质和肽聚糖的免疫反应,提示LysM蛋白与激酶受体共同参与水稻几丁质与肽聚糖信号通路的机制。
期刊论文列表
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Lysin Motif-Containing Proteins LYP4 and LYP6 Play Dual Roles in Peptidoglycan and Chitin Perception in Rice Innate Immunity
含有赖氨酸基序的蛋白质 LYP4 和 LYP6 在水稻先天免疫中的肽聚糖和甲壳质感知中发挥双重作用
DOI:10.1105/tpc.112.102475
发表时间:2012-08-01
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Liu, Bing;Li, Jian-Feng;Wang, Hong-Bin
通讯作者:Wang, Hong-Bin
OsCERK1 and OsRLCK176 play important roles in peptidoglycan and chitin signaling in rice innate immunity
OsCERK1 和 OsRLCK176 在水稻先天免疫中的肽聚糖和几丁质信号传导中发挥重要作用
DOI:10.1111/tpj.12710
发表时间:2014-12-01
期刊:PLANT JOURNAL
影响因子:7.2
作者:Ao, Ying;Li, Zhangqun;Wang, Hong-Bin
通讯作者:Wang, Hong-Bin
OsLYP4 and OsLYP6 play critical roles in defense signal transduction
OsLYP4 和 OsLYP6 在防御信号转导中发挥关键作用
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Plant Signaling and Behavior
影响因子:2.9
作者:Ying Ao;Zhangqun Li;Jun Liu;Dongru Feng;Kangbiao Qi;Yanming He;Liexian Zeng;Jinfa Wang;Hong-Bin Wang
通讯作者:Hong-Bin Wang
拟南芥叶绿体蛋白HHL1参与病原菌效应因子AvrRpt2触发的免疫反应的功能研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘兵
- 依托单位:
拟南芥腈水解酶NITs参与及生长素合成及病菌防御的功能研究
- 批准号:31970521
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:刘兵
- 依托单位:
拟南芥激酶受体AtCERK1关键酪氨酸位点及相关几丁质信号转导调控机制研究
- 批准号:31571249
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:刘兵
- 依托单位:
拟南芥含hemerythrin结构域的RING型E3泛素连接酶BTS参与铁稳态调控及其分子机制的研究
- 批准号:31370297
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:刘兵
- 依托单位:
国内基金
海外基金
