核桃细菌性黑斑病菌环二鸟苷酸降解酶在DSF信号传导中的功能研究
批准号:
31700567
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
毛雅慧
依托单位:
学科分类:
森林保护学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
傅本重、张志林、权文利、史红安、胡皇旭、黄明军
中文摘要
核桃细菌性疫病是世界性核桃病害,严重影响了核桃的产量和品质,同时危害森林健康。环二鸟苷酸(c-di-GMP)是普遍存在于细菌中的第二信使,能调控病原菌的致病相关过程。本项目以核桃黑斑病菌为研究对象,鉴定其信号受体蛋白的功能。研究内容包括:(1)通过酶活性的测定及基因敲除、过表达等方法,研究RpfR在调控胞内c-di-GMP水平中的功能;(2)采用等温滴定量热法以及酶促反应速率的测定,研究RpfR与DSF信号分子的结合,同时通过基因敲除的方法研究RpfR对DSF信号传导的影响;(3)对RpfR突变株进行毒力分析、植物侵染试验、毒力因子的表达检测,鉴定RpfR对病原菌致病性的影响。研究目标是揭示参与c-di-GMP代谢的酶对细菌DSF信号分子的传导调控功能。本项目的实施,将为深入研究核桃细菌性病害的致病机理提供新的思路,以控制和减少核桃病害的发生。
英文摘要
Bacterial blight of walnut is worldwide disease,it affected the yield and quality of walnut seriously,and it is harmful to forest health. Cyclic di-GMP has emerged as one of the most common and important bacterial second messengers, c-di-GMP has been shown to regulate pathogenicity related processes. This study takes walnut bacterial blight pathogen as object,to identify the function of its signal receptor. The detailed research contents including: (1) to study the function of RpfR in modulating intracellular c-di-GMP level through phosphodiesterase activity determination, gene knockout and overexpression; (2) to investigate the interaction of RpfR and the DSF signal by the aid of isothermal titration calorimetry (ITC) analysis, furthermore, through the method of gene knockout to research the impact on DSF signal transduction; (3) to characterize the function of RpfR in the influence on bacterial pathogenicity through analysis of the virulence, plant infection test, and to detection expression of virulence factor in RpfR mutant strain by quantitative RT-PCR. The goal of this project is to reveal the function of enzyme participating in c-di-GMP metabolic in DSF signal transduction. The implementation of this project will definitely promote our further study of walnut bacterial disease pathogenic mechanism, and provide a strong basis in theory for effective and new technology.
核桃细菌性疫病是世界性核桃病害,严重影响了核桃的产量和品质,同时危害森林健康。我国对核桃黑斑病缺乏系统研究,且采取的防治措施存在局限性,因此开发科技含量的防病技术与绿色环保药物是一项重要任务。项目初期,对核桃细菌性黑斑病菌(Xaj)中c-di-GMP信号受体蛋白RpfR1及RpfR2的功能进行了初步鉴定,确定两者均与细菌致病性无关。脂肪酸合成与细菌的生命活动密切相关,为群体感应信号分子等生物活性物质的合成提供前体。项目中后期,开展了针对细菌脂肪酸合成途径中的关键酶——3-酮脂酰ACP还原酶同源蛋白编码基因的功能研究,共构建了三种基因缺失突变体,分别为ΔfabG3、ΔfabG4、ΔRs01405,并完成了各突变株生理生化相关性状的分析。研究结果表明fabG3对Xaj菌黄素的产生具有重要作用;推测fabG4参与生物素的合成,但不能替代bioH的功能;Rs01405对细菌毒力因子具有一定调控作用;无法获得fabG5的突变株,推测其为该菌体内主要的3-酮脂酰ACP还原酶。研究结果丰富了细菌脂肪酸合成多样性理论,并能建立脂肪酸的合成代谢与群体感应之间的联系。Xaj野生型菌株产生DSF类信号(包括DSF和BDSF),鉴于其体内除了存在c-di-GMP分子调控基因rpfR1及rpfR2外,还同时存在RpfC/RpfG双组分调节系统,推测应答调节蛋白RpfG参与群体感应信号的合成,进而调控细菌的毒力。基于基因敲除技术成功获得了rpfG基因突变株,对突变株的各类毒力因子表型、絮凝情况、抗逆性进行了检测。结果表明rpfG基因影响Xaj的毒力因子,并赋予细菌对逆境的抵抗力。研究内容将深入揭示Xaj致病机理,同时为新型抑菌剂的开发提供合理的作用靶点。项目同时开展了“白藜芦醇对核桃细菌性黑斑病菌的抑制作用”研究,旨在为植物源抑菌剂的开发提供理论依据,为白藜芦醇在农林作物病害防治上的应用奠定基础。
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DOI:
10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-1267
发表时间:
2021
期刊:
生物技术通报
影响因子:
--
作者:
[李峰, 陈雯雯, 邓江丽, 毛清黎, 权文利, 毛雅慧]
通讯作者:
毛雅慧
DOI:
10.13344/j.microbiol.china.180319
发表时间:
2019
期刊:
微生物学通报
影响因子:
--
作者:
[毛雅慧, 李峰]
通讯作者:
李峰
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
湖北林业科技
影响因子:
--
作者:
[陈雯雯, 毛雅慧, 李峰]
通讯作者:
李峰
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
湖北工程学院学报
影响因子:
--
作者:
[李峰, 刘婕, 毛雅慧]
通讯作者:
毛雅慧
DOI:
--
发表时间:
--
期刊:
云南农业大学学报(自然科学)
影响因子:
--
作者:
[李峰, 邓江丽, 陈雯雯, 余永红, 毛雅慧]
通讯作者:
毛雅慧
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