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番茄碳酸酐酶βCA3在设施CO2加富诱导细菌性叶斑病抗性中的作用及分子机制研究
结题报告
批准号:
31902097
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
胡璋健
依托单位:
学科分类:
C1511.设施园艺学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
CO2加富是目前我国设施栽培中大力推广的技术,不仅可以促进作物生产优化品质,也能够提高作物的抗病性。但是,CO2加富如何调控作物抗病性的分子机制尚未得到较好的阐释。我们前期研究中发现CO2加富条件下,番茄中重要的CO2捕获因子碳酸酐酶(βCA3)转录水平受细菌性叶斑病菌(Pst DC3000)诱导显著上调。本项目拟以番茄βCA3基因编辑和过表达植株为材料,探究βCA3基因在CO2加富环境诱导的细菌性叶斑病抗性中的功能;利用Thermoshift及显微观察等方法,明确βCA3介导的抗病性与气孔运动抗性途径和水杨酸抗性途径的关系;采用双分子互补和凝胶电泳迁移等方法筛选鉴定βCA3基因在转录水平和蛋白水平的调控因子。项目的开展有助于揭示番茄βCA3在CO2加富诱导设施作物细菌性叶斑病抗性中的作用及其调控机制,以期为我国设施园艺生产CO2 加富技术的推广应用及设施作物的安全高效生产提供理论基础。
英文摘要
In greenhouse, CO2 fertilization is widely utilized because it has been regarded as an effective approach for higher yield, better quality, modified defense of horticultural crop. However, the influence of CO2 fertilization on of plant pathogen defense response and its inner molecular mechanism are still not well characterized. Depend on our previous finding that one tomato CO2 sensor, a carbonic anhydrase (βCA3), was significantly induced by Pseudomonas syringae infection in CO2 enrichment condition. Therefore, βCA3 over-expression and CRISPR editing tomato plants are established for exploring the role of βCA3 in plant bacteria defense under CO2 enrichment. Depending on thermoshift assay and microscope observation, stomata- and salicylic acid-mediated defense signaling initiated by CO2 enrichment will be investigated how βCA3 participates in plant defense response. Besides, we will figure out how the pathogen-responded regulation factors transcriptional and posttranslational modulate βCA3 in pathogen defense signaling by Split-LUC and EMSA assays. These results will shed light on the systemic role of tomato βCA3 in CO2-initiated plant bacteria defense, and will be benefit on theoretical basis for CO2 fertilization in greenhouse horticultural crop production.
我国设施栽培中应用CO2加富可促进作物产量提升、品质优化和抗性增强。但CO2加富调控作物抗病响应的分子机制尚未理清。本项目围绕番茄CO2受体碳酸酐酶βCA3展开CO2加富诱导植物抗病性的机制研究,取得了一系列成果。.1..发现番茄βCA3是茄科特有受Pst DC3000诱导高表达的碳酸酐酶进化家族分支。获得番茄βCA3缺失/过表达植株材料,明确βCA3介导了CO2加富诱导的抗病响应进程。.2..明确番茄βCA3响应Pst DC3000病原菌和CO2加富的转录调控机制。研究揭示了正调控番茄抗病性的转录因子NAC43通过结合βCA3启动子增强病原响应进程中的βCA3基因表达。.3..揭示番茄βCA3受类受体激酶GRACE1磷酸化修饰的分子机制。研究探明了细胞膜表面类受体激酶GRACE1直接绑定并磷酸化βCA3第207位Ser位点,从而激活βCA3活性增强抗病性。.4..明确番茄βCA3介导CO2诱导抗病信号独立于水杨酸SA抗病途径。研究鉴定βCA3并非传统叶绿体定位的SA结合蛋白。此外,研究进一步揭示βCA3不影响病原诱导的SA合成和信号转导进程。.5..阐明番茄βCA3通过促进细胞壁组分合成从而增强抗病性。利用转录组分析揭示βCA3依赖的病原诱导基因参与了细胞壁成分等进程。进一步测定分析明确βCA3促进纤维素、木质素等细胞壁组分合成从而增强对病原菌抗性。.
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
Rosmarinic Acid Delays Tomato Fruit Ripening by Regulating Ripening-Associated Traits.
迷迭香酸通过调节成熟相关性状延迟番茄果实成熟
DOI:10.3390/antiox10111821
发表时间:2021-11-17
期刊:Antioxidants (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Zhu C;Wu S;Sun T;Zhou Z;Hu Z;Yu J
通讯作者:Yu J
Herbivore‐induced Ca 2+ signals trigger a jasmonate burst by activating ERF16 ‐mediated expression in tomato
草食动物诱导的 Ca 2 信号通过激活番茄中 ERF16 介导的表达来触发茉莉酸爆发
DOI:10.1111/nph.18455
发表时间:2022
期刊:New Phytologist
影响因子:9.4
作者:Chaoyi Hu;Shaofang Wu;Jiajia Li;Han Dong;Changan Zhu;Ting Sun;Zhangjian Hu;Christine H. Foyer;Jingquan Yu
通讯作者:Jingquan Yu
Exogenous Rosmarinic Acid Application Enhances Thermotolerance in Tomatoes.
外源迷迭香酸的施用增强番茄的耐热性
DOI:10.3390/plants11091172
发表时间:2022-04-26
期刊:Plants (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:
通讯作者:
N-decanoyl-homoserine lactone alleviates elevated CO2-induced defense suppression to Botrytis cinerea in tomato
N-癸酰高丝氨酸内酯减轻 CO2 诱导的番茄灰葡萄孢防御抑制升高
DOI:10.1016/j.scienta.2020.109353
发表时间:2020-06-27
期刊:SCIENTIA HORTICULTURAE
影响因子:4.3
作者:Hu, ZhangJian;Sun, Zenghui;Shi, Kai
通讯作者:Shi, Kai
Plant N-acylethanolamines play a crucial role in defense and its variation in response to elevated CO(2) and temperature in tomato.
植物 N-酰基乙醇胺在番茄防御及其对二氧化碳和温度升高的反应中发挥着至关重要的作用
DOI:10.1093/hr/uhac242
发表时间:2023-01
期刊:Horticulture research
影响因子:8.7
作者:
通讯作者:
番茄蛋白激酶CPK27磷酸化糖转运蛋白TMT2调控干旱抗性的分子机制
  • 批准号:
    32372790
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    胡璋健
  • 依托单位:
蛋白激酶CPK28 介导CO2 加富调控番茄高温抗性的机制研究
  • 批准号:
    LY22C150002
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    胡璋健
  • 依托单位:
国内基金
海外基金