晚疫病菌寄主细胞核定位效应蛋白PITG_20303的毒性作用机理
批准号:
31701770
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
杜羽
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
孟玉玲、黄桂艳、郭亚路、孙建田
中文摘要
晚疫病菌通过分泌效应蛋白促进其对寄主的侵染。PITG_20303是晚疫病菌保守效应蛋白AVRblb2的毒性变异类型之一,逃避了抗病蛋白Rpi-Blb2的识别。该效应蛋白定位于植物细胞核,具有毒性功能,但作用机制尚不清楚。实验室前期通过免疫共沉淀及蛋白质谱分析鉴定到本氏烟草NbbZIP53与 PITG_20303互作,系统发育分析表明马铃薯中存在4个直系StbZIP53同源蛋白。本项目拟通过免疫共沉淀、酵母双杂交和双分子荧光互补技术,验证PITG_20303与StbZIP53的互作;通过分析其对靶标的亚细胞定位、蛋白稳定性、蛋白二聚体等的调控,揭示其对寄主靶标的调控机理;通过StbZIP53的沉默、过表达,明确其抗、感晚疫病的功能;通过转录组测序结合染色质免疫沉淀,明确其对寄主抗、感晚疫病相关基因的调控。综合以上结果,期望揭示PITG_20303通过寄主靶标StbZIP53的毒性作用机理。
英文摘要
Phytophthora infestans secretes effectors to promote host colonization. PITG_20303 belongs to the virulence variants of AVRblb2, a conserved effector family from P. infestans, and it evades recognition by the corresponding R gene Rpi-Blb2. Previous report shows that PITG_20303 is a virulence factor localized mainly in the host nucleus. However, the virulence mechanisms of PITG_20303 are poorly understood. Previously, by protein immunoprecipitation followed by mass spectrometry assays we have identified NbbZIP53 as a putative host target protein of PITG_20303, and have confirmed their interaction. By phylogenetic analysis we have identified 4 potato orthologs of NbbZIP53. In this project, we plan to use co-immunoprecipitation, yeast two hybrid and bifluorescence complementation assays to study the interaction of PITG_20303 and potato homolog protiens StbZIP53; to investigate the co-localization of PITG_20303 with StbZIP53 and the influence of PITG_20303 on StbZIP53’s stability and homodimerization in order to reveal the mechanisms underlining PITG_20303’s modulation of StbZIP53; to generate transgenic potato lines that silenced or overexpressed with StbZIP53 gene to investigate its role in plant defence against P. infestans; and to investigate underlying mechanisms of StbZIP53 in resistance or susceptibility to P. infestans by identification of StbZIP53-regulated genes through transcriptome sequencing and chromosome immunoprecipitation. Taken together, we expect to understand how PITG_20303 modulates its host target StbZIP53 to regulate resistance or susceptibility of the host plant to potato late blight.
马铃薯晚疫病严重威胁着马铃薯的生产。晚疫病菌通过分泌效应蛋白干扰植物免疫反应,促进病菌对植物的侵染。鉴定晚疫病菌效应蛋白靶标和解析效应蛋白毒性作用机理不仅为揭示晚疫病菌致病机理奠定基础,而且为马铃薯抗病育种提供基因资源。本项目筛选并鉴定到效应蛋白PITG20303的寄主靶标StMKK1,通过酵母双杂交、蛋白免疫共沉淀、双分子荧光互补、荧光素酶互补等四种方法进一步验证了效应蛋白PITG20303与靶标蛋白StMKK1的互作;利用本氏烟草瞬时表达和病毒诱导的基因沉默技术,揭示MKK1负调控植物对晚疫病菌的免疫反应;本项目进一步探索了效应蛋白PITG20303与靶标蛋白的互作机理,揭示效应蛋白PITG20303与StMKK1共定位于细胞核中;PITG20303部分依赖StMKK1促进病菌侵染和抑制植物活性氧爆发;PITG20303不影响StMKK1对下游互作蛋白StMPK4的磷酸化;研究进一步揭示PITG20303可以促进StMKK1蛋白的累积。此外本项目通过马铃薯遗传转化获得了过表达StMKK1和沉默StMKK1基因的转基因马铃薯株系,通过接种不同病菌,证明StMKK1负调控马铃薯对活体、半活体营养型病原物马铃薯青枯病菌和晚疫病菌的抗性。研究进一步揭示StMKK1下游互作蛋白StMPK4和StMPK7正调控马铃薯对晚疫病菌的抗性。本研究揭示了晚疫病菌效应蛋白PITG20303的毒性作用机理,为马铃薯晚疫病防控提供潜在抗、感基因资源,为加快马铃薯抗晚疫病育种进程提供基础。
期刊论文列表
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Phytophthora infestansRXLR effector PITG20303 targets a potato MKK1 protein to suppress plant immunity
致病疫霉 RXLR 效应子 PITG20303 靶向马铃薯 MKK1 蛋白以抑制植物免疫
DOI:
10.1111/nph.16861
发表时间:
2020-09-12
期刊:
NEW PHYTOLOGIST
影响因子:
9.4
作者:
[Du, Yu, Chen, Xiaokang, Shan, Weixing]
通讯作者:
Shan, Weixing
StMPK7-StUBA2a/b信号模块在转录后水平调控马铃薯抗晚疫病机制研究
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批准号:32372502
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:杜羽
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依托单位:
StMKK1调控马铃薯对晚疫病菌免疫应答的机理研究
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批准号:32072401
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2020
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负责人:杜羽
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依托单位:
国内基金
海外基金