泛素连接酶E3和转录因子WRKY2在桃果实Priming抗病反应中的调控作用研究
结题报告
批准号:
31672209
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郑永华
依托单位:
学科分类:
C1509.园艺作物采后生物学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
汤静、韩聪、李晓安、李美琳、许婷婷、张婷婷、姚文思
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中文摘要
Priming是激发子诱导采后果实抗病性的一种普遍形式,其赋予果实在病原菌侵染时展现更强更快抗病反应的能力,但其分子调控机理还不清楚。本项目拟在前期研究的基础上,以采后桃果实为试材,以化学激发子(MeJA、BTH和BABA)诱导的桃果实Priming反应中泛素连接酶E3与转录因子PpWRKY2对抗病性的调控作用及其互作机制为核心研究内容,从挖掘桃果实功能性含RING结构泛素连接酶E3入手,分析功能性泛素连接酶E3和转录因子PpWRKY2的生物活性,研究泛素连接酶E3和转录因子PpWRKY2在桃果实Priming抗病网络中的调控作用,探索PpWRKY2转录因子作为泛素连接酶E3靶蛋白的可能性并解析两者之间的互作模式,以期从蛋白调控的角度阐明桃果实Priming抗病信号网络,揭示Priming抗病反应的分子调控机理,为基于Priming现象的诱导抗病技术在果实采后保鲜中的应用提供科学依据。
英文摘要
Priming response has been recognized as a common feature of the defense response induced by various elicitors in harvested fruits, where the fruits can express a faster and stronger activation of specific disease resistance after they have been infected by a pathogen. However, the molecular basis of defense priming is poorly understood. In current study, with the typical climacteric fruit peaches as the test material, the regulatory effect and interactive mechanism of ubiquitin ligase E3 and transcription factors (TF) PpWRKY2 associated with the priming response induced by elicitors such as BTH, MeJA and BABA in harvested peaches will be investigated and served as the core research content. Beginning with the exploit of ubiquitin ligase E3 containing RING structure, the present study is going to analyze the biological activity of the functional ubiquitin ligase E3 and TF PpWRKY2 and to explore the regulatory effects on the network of priming defense in peaches. Afterwards, the possibility of TF PpWRKY2 as the target protein of the ubiquitin ligase E3 and interaction between them will be determined, which will finally lead to the construction of the regulatory network of the defense priming based on protein regulation and elucidate the molecular regulation mechanism of priming response. This study will lay the foundation for the commercial use of induced disease resistance in postharvest storage of fruits based on priming mechanism.
Priming是激发子诱导采后果实抗病性的一种普遍形式,其赋予果实在病原菌侵染时展现更强更快抗病反应的能力,但其分子调控机理还不清楚。本项目以MeJA、BTH和BABA为激发子,寻找并分析了桃果实priming反应中重要调控因子PpWRKYs和泛素连接酶E3的互作关系及其中信号传导路径,以明确两者在priming反应中的位点和调控作用。结果显示,PpWRKYs和泛素连接酶E3在Priming抗性网络中充当着重要的调控位点,在激发子处理时首先启动桃果实ROS的迸发并传递至PpWRKYs,促进PpWRKYs转录水平的提高,使果实处于敏化(primed state)状态;随后病原菌侵染时则启动泛素连接酶E3基因表达和蛋白积累,并对PpWRKYs进行转录后修饰,从而诱导果实防卫反应的强烈表达,抵御病原菌的进一步侵染。具体而言,在JA或SA途径中, PpHOS1转录的泛素连接酶E3是主要的上游调控单元,而PpWRKY45和PpWRKY70则是下游调控单元,这些蛋白均定位于细胞核内。经MeJA处理的桃果实在遭受病原菌侵染时,其PpWRKY45和PpWRKY70表达量显著提高,可直接结合下游PRs基因或LOX基因启动子或顺式元件(如W-box),启动PRs基因的表达,从而促进果实抗病性的提高,表明PpWRKY45和PpWRKY70在桃果实JA/SA介导的priming抗性中发挥着重要作用。同时,在桃果实展现BABA诱导的Priming抗性时,果实中PpWRKY22和PpHOS1基因的表达量显著上调,并表现了较强的互作从而诱导PpPR1(SA传导标记基因)和PpNPR基因的表达,这说明PpWRKY22转录子可经由SA信号启动PpHOS1泛素化修饰以促进果实priming抗性的形成。其他类型激发子(如BRs、BTH和热空气)的相关实验则也验证了上述结果,果实中WRKYs基因表达量与泛素连接酶基因表达量呈正相关关系,分子实验也证实WRKYs与泛素连接酶之间也存在明确的互作关系,而这些互作作用则进一步受到细胞还原势的调控,显示果实中WRKYs基因的功能性与果实细胞中泛素化和还原势修饰密切相关。这些结论对于厘清WRKYs和泛素连接酶在桃果实priming反应中的关键位点作用及其相互关联具有重要意义,同时对抗性激发子的开发使用也具有较强的现实意义。
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
Translocation of PpNPR1 is required for β-aminobutyric acid-triggered resistance against Rhizopus stolonifer in peach fruit
PpNPR1 的易位是桃果实中 β-氨基丁酸触发的对匍匐根霉的抗性所必需的
DOI:10.1016/j.scienta.2020.109556
发表时间:2020-10-15
期刊:SCIENTIA HORTICULTURAE
影响因子:4.3
作者:Li, Chunhong;Wang, Kaituo;Zheng, Yonghua
通讯作者:Zheng, Yonghua
PpWRKY45 is involved in methyl jasmonate primed disease resistance by enhancing the expression of jasmonate acid biosynthetic and pathogenesis-related genes of peach fruit
PpWRKY45通过增强桃果实茉莉酸生物合成和发病机制相关基因的表达参与茉莉酸甲酯引发的抗病性
DOI:10.1016/j.postharvbio.2020.111390
发表时间:2021-02-01
期刊:POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY
影响因子:7
作者:Ji, Nana;Wang, Jing;Zheng, Yonghua
通讯作者:Zheng, Yonghua
PpHOS1, a RING E3 ubiquitin ligase, interacts with PpWRKY22 in the BABA-induced priming defense of peach fruit against Rhizopus stolonifer
PpHOS1 是一种 RING E3 泛素连接酶,在 BABA 诱导的桃果实针对匍匐根霉的启动防御中与 PpWRKY22 相互作用
DOI:10.1016/j.postharvbio.2019.111029
发表时间:2020-01-01
期刊:POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY
影响因子:7
作者:Li, Chunhong;Wang, Jing;Wang, Kaituo
通讯作者:Wang, Kaituo
Redox status regulates subcelluar localization of PpTGA1 associated with a BABA-induced priming defence against Rhizopus rot in peach fruit
氧化还原状态调节 PpTGA1 的亚细胞定位,与 BABA 诱导的桃果实根霉腐烂防御相关
DOI:10.1007/s11033-020-05719-6
发表时间:2020-08-13
期刊:MOLECULAR BIOLOGY REPORTS
影响因子:2.8
作者:Li, Chunhong;Wang, Kaituo;Zheng, Yonghua
通讯作者:Zheng, Yonghua
DOI:10.1016/j.postharvbio.2021.111466
发表时间:2021-01-17
期刊:POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY
影响因子:7
作者:Ji, Nana;Wang, Jing;Zheng, Yonghua
通讯作者:Zheng, Yonghua
BABA受体AspRL蛋白在桃果实不同模式抗病反应中的关键节点作用及调控机制研究
  • 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:
    郑永华
  • 依托单位:
PI-PLC介导Ca2+调控鲜切果蔬GABA富集机制研究
  • 批准号:
    31972092
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
活性氧在鲜切果蔬酚类物质合成积累中的信号作用研究
  • 批准号:
    31471632
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    96.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
采后果实抗病性诱导中的Priming现象及机理研究
  • 批准号:
    31172003
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
MeJA和热空气复合处理对果实采后病害的影响及其机理研究
  • 批准号:
    31071616
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
枇杷果实木质化败坏与膜脂代谢关系的研究
  • 批准号:
    30671462
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
MeJA和1-MCP对果实采后抗病性调节的机理
  • 批准号:
    30471215
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
高氧对果蔬保鲜的效果及其机理研究
  • 批准号:
    30170661
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    郑永华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金