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寄主诱导核盘菌SscipC基因沉默增强油菜的菌核病抗性
结题报告
批准号:
31801395
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
丁一娟
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
梅家琴、万华方、柴亚茹、毛毅、杨文静
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中文摘要
核盘菌引起的菌核病是危害我国油菜生产的一大重要病害,而目前油菜抗病育种受制于抗病资源的缺乏。我们前期对核盘菌侵染寄主甘蓝和非寄主水稻进行转录组测序,发现与菌丝生长和侵染垫形成相关的核盘菌基因SscipC的表达在水稻中被显著抑制,沉默该基因后的核盘菌致病力显著下降。生物信息学预测和sRNA测序发现水稻能产生靶向SscipC基因的sRNA,而芸苔属作物中则没有。我们推测水稻能产生靶向核盘菌致病基因的sRNA可能是其对核盘菌免疫的一个原因。本研究拟利用CRISPR/Cas9技术敲除水稻sRNA的关键序列,并根据SscipC基因序列和水稻sRNA序列构建寄主诱导的基因沉默(HIGS)载体转化油菜,在油菜中特异表达靶向SscipC基因的sRNA。本研究试图阐明sRNA在水稻抗菌核病中的分子机制,并以此为线索利用HIGS改良油菜的菌核病抗性。该项目的执行将对油菜菌核病抗病育种具有重要的理论和实践意义。
英文摘要
Sclerotinia stem rot caused by Sclerotinia sclerotiorum is one of the most devastating diseases in rapeseed, but the resistance breeding of rapeseed is hampered due to the lack of resistant source. In our previous study, transcriptome sequencing was conducted in S. sclerotiorum before and after infecting the host Brassica oleracea and non-host species rice (Oryza sativa), we found a S. sclerotiorum gene SscipC which involved in mycelium and infection cushion development showed significantly suppressed expression in rice. RNAi-based gene silencing of SscipC in S. sclerotiorum resulted in reduced virulence on host plant. Special sRNA in rice targeting SscipC was detected by Bioinformatics analysis and sRNA sequencing, but there were no such sRNA in Brassicacea. We hypothesis that sRNA targeting the pathogenicity gene may involve in the immune mechanism of rice against S. sclerotiorum. In this project, we will knockout the special sRNA in rice via CRISPR/Cas9 system, conduct the HIGS vector and express the sRNA targeting SscipC in HIGS transgenic rapeseed. This project endeavor to elucidate the resistance mechanism of sRNA in rice against S. sclerotiorum, and the mechanism will be utilized in improving the Sclerotinia resistance of rapeseed via HIGS. This project will theoretically and practically be of great benefit for the Sclerotinia resistance breeding of rapeseed.
核盘菌引起的菌核病是危害我国油菜生产的一个重要病害,而目前油菜抗病育种受制于抗病资源的缺乏。sRNA在植物-病原菌互作中可跨物种进行基因沉默,寄主诱导的基因沉默(HIGS)已被广泛用于寄主的抗病性改良。我们前期对侵染核盘菌的材料进行转录组测序分析,筛选到一个真菌特异基因SscipC在侵染寄主甘蓝中高表达,同时水稻中存在一个特异sRNA靶向SscipC。本项目研究发现沉默该基因后,转化子菌丝生长异常,致病力显著下降。构建靶向SscipC的水稻sRNA载体转化拟南芥后,转基因株系的菌核病抗性显著增强。将SscipC-HIGS转入油菜中,能显著增强转基因油菜的菌核病抗性。转录组分析、共表达分析及酵母互作分析发现核盘菌SscipC基因通过影响核盘菌核糖体蛋白表达来参与核盘菌菌丝生长、侵染垫形成及致病过程。本项目研究拓宽了植物菌核病抗性育种的抗源筛选范围,为菌核病的安全防控提供了一个重要的靶标基因。
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
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.04.008
发表时间:2020
期刊:中国农业科学
影响因子:--
作者:柴亚茹;丁一娟;周思钰;杨文静;闫宝琴;远俊虎;钱伟
通讯作者:钱伟
DOI:10.1371/journal.ppat.1008919
发表时间:2020-10
期刊:PLoS pathogens
影响因子:6.7
作者:Ding Y;Mei J;Chai Y;Yang W;Mao Y;Yan B;Yu Y;Disi JO;Rana K;Li J;Qian W
通讯作者:Qian W
DOI:doi:10.3389/fmicb.2021.693334
发表时间:2021
期刊:Frontiers in Microbiology
影响因子:5.2
作者:Ding Yijuan;Yangui Chen;Baoqin Yan;Hongmei Liao;Mengquan Dong;Xinran Meng;Huafang Wan;Wei Qian
通讯作者:Wei Qian
DOI:doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.23.008
发表时间:2019
期刊:中国农业科学
影响因子:--
作者:远俊虎;丁一娟;杨文静;闫宝琴;柴亚茹;梅家琴;钱伟
通讯作者:钱伟
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.23.008
发表时间:2019
期刊:中国农业科学
影响因子:--
作者:远俊虎;丁一娟;杨文静;闫宝琴;柴亚茹;梅家琴;钱伟
通讯作者:钱伟
SsAsp1降解油菜BnaA01.LEC促进核盘菌侵染的分子机制
  • 批准号:
    CSTB2023NSCQ-MSX0355
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    丁一娟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金