FgAtm1-FgHapX途径调控禾谷镰刀菌铁平衡的机制研究
结题报告
批准号:
31871910
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
尹燕妮
依托单位:
学科分类:
C1401.植物病理学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王芝慧、王敏慧、蹇韵晴、徐罗娜、王静、马天铃
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中文摘要
小麦赤霉病及其病菌产生的真菌毒素严重威胁我国小麦生产和农产品质量安全。长江中下游和江淮稻麦轮作区,淹水稻田的土壤中易产生还原态铁离子(Fe2+),但没有对禾谷镰刀菌产生铁毒害,水旱轮作不影响病菌在土壤中的存活能力。项目前期研究发现,禾谷镰刀菌比常见真菌对铁胁迫有更强的适应性,且60个ABC蛋白中仅FgAtm1对铁胁迫超敏感。研究又发现FgAtm1缺失导致细胞内铁积累;FgHapX响应FgAtm1调控铁相关基因表达;FgHapX功能依赖两个位点的磷酸化;FgGrx4作为FgHapX的互作蛋白共同调控铁平衡。在此基础上,拟深入研究FgAtm1-FgHapX途径调控禾谷镰刀菌中铁平衡的分子机制,解析FgHapX磷酸化对其功能的影响,阐述FgHapX与FgGrx4互作的生物学意义,分析铁平衡在禾谷镰刀菌中的生物学功能。预期结果为真核生物中铁平衡调控提供新视点,为控制禾谷镰刀菌初菌源菌量提供新思路。
英文摘要
Fusarium graminearum complex as an economically important plant pathogen causes Fusarium head blight (FHB) on various cereal crops. Moreover, mycotoxins produced by the pathogen seriously threaten the health of human and animal. In recent years, wheat and rice were rotated in the middle and lower reaches of the Yangtze River and the regions of Jianghuai. However high iron toxicity did not affect the survival of F. graminearum in fields that were flooded. In our previous study, we found that F. graminearum displays increased tolerance to iron stress than other fungi and only FgAtm1 out of the 60 ABC transporters is involved in the regulation of iron homeostasis. Further studies showed that FgATM1 deletion caused intracellular iron accumulation, FgHapX controlled the transcription of iron-related genes that is responsive to FgAtm1 absence, the phosphorylation and interacting protein FgGrx4 is required for FgHapX function in iron homeostasis. Based on these previous results, this study will uncover the regulatory mechanism of iron homeostasis mediated by FgAtm1-FgHapX in F. graminearum, investigate the functions of the phosphorylation of FgHapX and FgGrx4 in modulating iron homeostasis, and explore the biological functions of iron homeostasis for F. graminearum. We expect that this study will provide a novel insight for regulation of iron homeostasis in eukaryotes and a new strategy for controlling the initial F. graminearum source in fields.
本研究通过基因功能研究、表达谱分析、ChIP-qPCR、蛋白互作技术解析了禾谷镰刀菌中铁动态平衡的调控机制。本研究发现禾谷镰刀菌中,细胞内的二价铁进入线粒体加工成铁硫簇后,通过定位在线粒体膜上的ABC蛋白FgAtm1输出,输出的铁硫簇被谷氧还蛋白结合,参与铁硫蛋白的合成。FgAtm1缺失后,细胞质中次级氮源利用蛋白得不到铁硫供应,活性降低,反向激活次级氮源利用调控因子FgAreA在铁转录因子FgHapX启动子区富集,进一步激活FgHapX的转录活性,导致细胞内铁积累。转录调控因子FgHapX抑制铁利用基因和FgSreA表达;FgSreA抑制铁吸收基因表达。谷氧还蛋白FgGrx4协助FgHapX调控了铁的动态平衡,而且S245和S338位点的磷酸化调控FgHapX的转录活性。酵母中Atm1主要通过下游的转录因子Aft1调控铁动态平衡,而丝状真菌中没有Aft1同源物。本研究阐明FgAtm1通过转录因子级联FgAreA-HapX调控铁动态平衡的新机制,报道氮源代谢与铁代谢之间的关联性,为真菌中铁的代谢调控提供新视点。
期刊论文列表
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SUMOylation regulates pre-mRNA splicing to overcome DNA damage in fungi
SUMOylation 调节 pre-mRNA 剪接以克服真菌中的 DNA 损伤
DOI:10.1111/nph.18692
发表时间:2023-01-13
期刊:NEW PHYTOLOGIST
影响因子:9.4
作者:Jian,Yunqing;Chen,Xia;Yin,Yanni
通讯作者:Yin,Yanni
DOI:10.1016/j.jare.2021.09.006
发表时间:2022-05
期刊:JOURNAL OF ADVANCED RESEARCH
影响因子:10.7
作者:Jian, Yunqing;Chen, Xia;Ahmed, Temoor;Shang, Qinghua;Zhang, Shuai;Ma, Zhonghua;Yin, Yanni
通讯作者:Yin, Yanni
The Drug H(+) Antiporter FgQdr2 Is Essential for Multiple Drug Resistance, Ion Homeostasis, and Pathogenicity in Fusarium graminearum.
药物 H 反向转运蛋白 FgQdr2 对于禾谷镰刀菌的多重耐药性、离子稳态和致病性至关重要
DOI:10.3390/jof8101009
发表时间:2022-09-26
期刊:Journal of fungi (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:
通讯作者:
A phosphorylated transcription factor regulates sterol biosynthesis in Fusarium graminearum
磷酸化转录因子调节禾谷镰刀菌中甾醇的生物合成
DOI:10.1038/s41467-019-09145-6
发表时间:2019-03-15
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Liu, Zunyong;Jian, Yunqing;Yin, Yanni
通讯作者:Yin, Yanni
A fungal ABC transporter FgAtm1 regulates iron homeostasis via the transcription factor cascade FgAreA-HapX
真菌 ABC 转运蛋白 FgAtm1 通过转录因子级联 FgAreA-HapX 调节铁稳态
DOI:10.1371/journal.ppat.1007791
发表时间:2019-09
期刊:PLoS Pathogens
影响因子:6.7
作者:Wang Zhihui;Ma Tianling;Huang Yunyan;Wang Jing;Chen Yun;Kistler H Corby;Ma Zhonghua;Yin Yanni
通讯作者:Yin Yanni
禾谷镰刀菌代谢苯并噁唑类植保素机制研究
  • 批准号:
    LZ22C140003
  • 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:
    尹燕妮
  • 依托单位:
腐胺促进赤霉病菌DON毒素合成的分子机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    尹燕妮
  • 依托单位:
禾谷镰孢菌TOR信号途径对致病和毒素合成调控的分子机制
  • 批准号:
    31571945
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    尹燕妮
  • 依托单位:
禾谷镰孢菌TOR途径上关键元件的生物学功能研究
  • 批准号:
    31170135
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    尹燕妮
  • 依托单位:
小麦赤霉病菌中α2-微管蛋白的生物学功能研究
  • 批准号:
    30900930
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    尹燕妮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金