噬菌体克服水稻细菌性褐条病菌CRISPR/Cas免疫的anti-CRISPR机制研究
批准号:
32072472
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李斌
依托单位:
学科分类:
生物防治
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李斌
中文摘要
为有效利用自然界广泛存在的噬菌体来生态调控植物细菌病害,迫切需要搞清楚细菌和天敌噬菌体共进化过程中产生的攻防策略。申请者团队前期不仅国内外首次揭示了水稻褐条病菌利用Type Ι-C CRISPR/Cas抵御噬菌体的入侵,还发现与抗性菌株相比,噬菌体敏感菌株基因组的前噬菌体序列存在多个可被CRISPR/Cas识别的self-targets,显示其已进化出能克服CRISPR/Cas免疫以避免自身被降解的anti-CRISPRs。本申请项目拟在前期基础上首先在self-targets附近确定anti-CRISPRs;然后鉴定出与Cas互作的anti-CRISPRs;接着突变和回补分析anti-CRISPRs在噬菌体侵染中的功能;最后过表达和原核表达anti-CRISPRs并评价其对CRISPR/Cas的抑制,以最终阐明噬菌体克服水稻褐条病菌CRISPR/Cas免疫的anti-CRISPR机制。
英文摘要
In order to effectively control plant bacterial diseases using the bacteriophages that widely distributed in nature, it is very necessary to make clear the attack and defense strategies in the coevolution process between bacteria and bacteriophage. The applicants not only firstly revealed the importance of type I-C CRISPR/Cas in bacterial defense against bacteriophage infection, but also found that compared with bacteriophage-resistant strain, there were multiple self-targets that could be recognized by CRISPR/Cas in prophages from genome of bacteriophage-susceptible strain, indicating that anti-CRISPRs have been successfully developed to avoid its own degradation by CRISPR/Cas immunity. The aim of this project is to find the anti-CRISPRs by TXTL analysis of sequences near self-targets; next to identify the anti-CRISPRs interacting with Cas based on analysis of bacterial two-hybrid, BiFC and pull down as well as correlation analysis of gene expression; and then elucidate the role of anti-CRISPRs in bacteriophage infection by comparing the wild type with the constructed mutants and corresponding complements; and finally determinate the anti-CRISPR mechanism of bacteriophage overcome the CRISPR/Cas immune system of Acidovorax oryzae by using overexpression and prokaryotic expression techniques.
为有效利用自然界广泛存在的噬菌体来生态调控水稻细菌性褐条病等植物细菌病害,迫切需要搞清楚植物病原细菌和天敌噬菌体共进化过程中产生的攻防策略。本项目在前期首次揭示水稻褐条病菌利用Type Ι-C CRISPR/Cas抵御噬菌体入侵的基础上,首先对存在的CRISPR/Cas进行了分类,构建了CRISPR/Cas突变体和回补体,明确了CRISPR/Cas免疫噬菌体的功能,确定了对应CRISPR-spacer的self-targets,鉴定出噬菌体敏感菌株潜在的anti-CRISPRs;然后基于Cas序列,发现RS2Cas3 上游启动子区域存在cpxR转录抑制因子结合位点,推测anti-CRISPRs可能通过抑制转录起作用,DNA pull-down、酵母单杂和EMSA实验筛选鉴定出2个影响Cas3表达的转录抑制因子;接着原核表达和纯化并制备出RS2Cas3特异性抗体,活性检测显示敏感菌株的Cas3被anti-CRISPRs抑制,转录组和RT-qPCR分析显示anti-CRISPRs调控CRISPR/Cas表达,明确了anti-CRISPR通过抑制Cas3来帮助噬菌体侵染宿主细菌;最后体内实验证明抗性菌株的I-C型CRISPR/Cas系统的确具有免疫功能,证实了感病菌株能被噬菌体感染是由于其Cas3被anti-CRISPRs抑制的缘故,鉴定出anti-CRISPRs功能的H-NS蛋白和假设蛋白p2762及其抑制Cas3转录功能,最终阐明了噬菌体克服CRISPR/Cas感染水稻褐条病菌的anti-CRISPRs机制,为更好地利用噬菌体anti-CRISPRs机制来生物防治植物病原细菌提供了理论依据。
抗稻麦病原真菌环二肽合成的四碳二羧酸调
控机制研究
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批准号:Z24C140015
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2024
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负责人:李斌
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依托单位:
非宿主噬菌体在宿主噬菌体裂解水稻白叶枯病菌中的帮助角色及其自我牺牲机制研究
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批准号:32372614
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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:李斌
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依托单位:
多孔氢键有机框架材料的可控构筑及低碳烃分离机制研究
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批准号:LR22E030003
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:李斌
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依托单位:
基于新型多孔氢键-有机框架材料的乙烯/乙烷反转分离性能研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:59万元
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批准年份:2020
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负责人:李斌
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依托单位:
基于新型多孔氢键-有机框架材料的乙烯/乙烷反转分离性能研究
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批准号:52073251
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2020
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负责人:李斌
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依托单位:
新型阴离子框架多孔材料的构筑和烯烃纯化性能的研究
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批准号:51803179
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李斌
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依托单位:
水稻白叶枯病菌前噬菌体高效诱导释放的机制研究
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批准号:LZ19C140002
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李斌
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依托单位:
噬菌体新穿孔素-内溶素双组分系统的鉴定及其裂解水稻细菌性褐条病菌的机制研究
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批准号:31872017
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李斌
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依托单位:
水稻细菌性褐条病菌致病相关non-coding RNAs的鉴定、功能及调控机制研究
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批准号:31571971
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2015
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负责人:李斌
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依托单位:
水稻细菌性褐条病菌VI型分泌系统的组成、互作和功能研究
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批准号:31371904
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项目类别:面上项目
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资助金额:78.0万元
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批准年份:2013
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负责人:李斌
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依托单位:
林业有害生物一品红细菌性叶斑病菌的生物学特性与遗传变异规律研究
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批准号:30600475
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2006
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负责人:李斌
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依托单位:
国内基金
海外基金