大豆疫霉效应子PsAvh262挟持大豆BAG7调控寄主内质网应激的分子机制研究

批准号:
31801715
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
景茂峰
依托单位:
学科分类:
C1401.植物病理学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈丹宇、周扬、张明、陈彦羽、艾干、杨坤
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中文摘要
疫霉菌可以分泌大量效应子到寄主细胞中,通过多种途径来操控植物抗病性进而成功致病。申请人前期研究发现大豆疫霉RxLR效应子PsAvh262能够稳定内质网应激调节因子BiP,并抑制寄主内质网应激诱导的细胞死亡,但其具体作用机制尚不清楚。近期我们发现效应子PsAvh262与内质网分子伴侣BAG7互作,而BAG7能与BiP结合调控内质网应激反应并促进疫霉菌的侵染。本项目拟通过研究PsAvh262与大豆BAG7之间的互作机制,明确BAG7在内质网应激和植物免疫中的功能,探索效应子对BAG7重定位和修饰的影响,阐明效应子PsAvh262与寄主BAG7结合的生化效应与致病机理。本研究的完成将进一步揭示疫霉菌利用效应子挟持寄主内质网应激这一致病机制,有助于认识疫霉菌侵染与寄主内质网应激调控的关系,为合理有效地开发卵菌病害控制技术奠定理论基础。
英文摘要
Phytophthora pathogens secrete an array of specific effector proteins to manipulate host innate immunity in multiple ways to promote pathogen colonization. Our previous study shows that a Phytophthora RxLR effector targets plant BiP, the master regulators of the ER stress, to manipulate the ER stress pathways and suppress ER stress-induced programmed cell death to promote infection. Recently, we found that Phytophthora sojae effector PsAvh262 interacts with BAG7, which the BAG7 binds to BiP for manipulating the ER stress response and promotes Phytophthora infection. Here, the molecular and virulent mechanism of the PsAvh262-BAG7 interaction will be studied, including: the function of BAG7 in regulating host resistance to Phytophtora and ER stress, the impact of PsAvh262 in the translocation and cleavage of BAG7 to illustrate the binding mechanism, the role of BAG7 in the regulating ER stress and host resistance of PsAvh262 and the elucidation of the virulent mechanism of the PsAvh262-BAG7 interaction. This work focuses on how Phtophthora utilizes effector to hijack host ER stress, which will further illuminate this mechanism that effector is able to hijack and overcome host ER stress, understand the relationship between Phytophthora infection and host ER stress, and provide scientific basis for development of novel control strategies against oomycete pathogens.
疫霉菌作为一类重要的植物病原菌,能引起农业上多种重要作物的毁灭性病害。疫霉菌可以分泌大量效应子到寄主细胞中,通过多种途径来操控植物抗病性进而成功致病。前期研究发现疫霉菌会利用效应子挟持寄主的内质网应激反应来促进自身侵染,因此研究和理解其介导的寄主感病机制以及植物识别疫霉菌触发内质网应激的分子机理至关重要。经过三年的努力,我们取得了以下进展和成果:.1) 揭示了植物内质网应激反应调控因子BAG7在与疫霉菌互作中的“双面因子”角色,当大豆BAG7定位于内质网时作为“感病因子”介导植物对疫霉菌的感病性,而在细胞核定位的BAG7则可增强植物对疫霉菌的抗病性;而疫霉菌侵染信号可以触发BAG7由感病因子向抗病因子的转变。.2) 阐明了大豆疫霉菌效应子PsAvh262可以通过促进BiP的积累将bZIP28和BAG7滞留在内质网中,阻碍bZIP28和BAG7向细胞核的转运,从而促进疫霉菌的侵染的基本机制。在此过程中,效应子PsAvh262毒性功能的发挥依赖于其保守区域的蛋白二级结构。.3) 揭示了植物识别疫霉菌侵染信号分子而激活内质网应激反应的分子机理。疫霉菌侵染信号会诱导内质网应激关键调节因子NAC089由内质网向细胞核的转运,直接诱导细胞死亡介导对疫霉菌的抗性;而植物免疫共受体BAK1介导了NAC089的这一转运过程。.4) 应邀综述了病原菌效应子挟持寄主内质网作为其致病策略的作用机制。.5) 根据疫霉菌的致病特性,构建了抑菌蛋白精确靶向疫霉菌丝的植物抗疫病新策略,并成功应用于大豆和马铃薯等作物,赋予其增强的、广谱的抗疫病性。. 受项目资助,我们在《Molecular Plant》、《Plant Journal》、《Journal of Experimental Botany》、《Engineering》等期刊发表论文10篇。
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
Type 2 Nep1-Like Proteins from the Biocontrol Oomycete Pythium oligandrum Suppress Phytophthora capsici Infection in Solanaceous Plants.
来自生物防治卵菌寡雄腐霉的 2 型 Nep1 样蛋白可抑制茄科植物的辣椒疫霉感染
DOI:10.3390/jof7070496
发表时间:2021-06-22
期刊:Journal of fungi (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Yang K;Dong X;Li J;Wang Y;Cheng Y;Zhai Y;Li X;Wei L;Jing M;Dou D
通讯作者:Dou D
Vitellogenin from planthopper oral secretion acts as a novel effector to impair plant defenses
飞虱口腔分泌物中的卵黄蛋白原可作为削弱植物防御的新型效应物
DOI:10.1111/nph.17620
发表时间:2021-08-19
期刊:NEW PHYTOLOGIST
影响因子:9.4
作者:Ji, Rui;Fu, Jianmei;Fang, Jichao
通讯作者:Fang, Jichao
Targeting of anti-microbial proteins to the hyphal surface amplifies protection of crop plants against Phytophthora pathogens
将抗微生物蛋白靶向菌丝表面可增强作物植物免受疫霉病原体的保护
DOI:10.1016/j.molp.2021.05.007
发表时间:2021
期刊:Molecular Plant
影响因子:27.5
作者:Zhou Yang;Yang Kun;Yan Qiang;Wang Xiaodan;Cheng Ming;Si Jierui;Xue Xue;Shen Danyu;Jing Maofeng;Tyler Brett M.;Dou Daolong
通讯作者:Dou Daolong
A Phytophthora capsici virulence effector associates with NPR1 and suppresses plant immune responses
辣椒疫霉毒力效应子与 NPR1 相关并抑制植物免疫反应
DOI:10.1186/s42483-019-0013-y
发表时间:2019-01-01
期刊:PHYTOPATHOLOGY RESEARCH
影响因子:3.4
作者:Li, Qi;Chen, Yanyu;Zhang, Meixiang
通讯作者:Zhang, Meixiang
Molecular mechanism of nanochitin whisker elicits plant resistance against Phytophthora and the receptors in plants.
纳米甲壳素晶须的分子机制引发植物对疫霉属和植物受体的抗性。
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.10.111
发表时间:2020-10
期刊:International Journal of Biological Macromolecules
影响因子:8.2
作者:Zhou Yang;Jing Maofeng;Levy Amit;Wang Hezhong;Jiang Shijun;Dou Daolong
通讯作者:Dou Daolong
大豆疫霉调控磷脂代谢抑制寄主铁死亡的毒性分子机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:景茂峰
- 依托单位:
国内基金
海外基金
