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分子伴侣蛋白SAJ1与EDS1互作调控植物抗病防御的机理研究

批准号:
32070289
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李宇歌
学科分类:
植物与环境互作
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李宇歌

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
植物病害严重危害农业生产和影响食品安全,植物为了生存进化出精细而复杂的调控机制应对病虫害的攻击。活体营养型病原菌侵染植株时,免疫正调控因子EDS1表达上调,促进抗性激素SA的积累,进而激活下游防御应答信号转导和基因表达。很多研究表明EDS1在亚细胞水平的核质分布对抗病应答具有重要的作用。然而,在这个过程中,EDS1如何在亚细胞水平合理的分配尚不清楚。我们研究发现一个定位在叶绿体的分子伴侣蛋白SAJ1参与EDS1介导的抗病防御应答,并与EDS1在细胞质互作,提示SAJ1可能通过调控EDS1的核质分配进而在抗病应答中发挥作用。在此基础上,本项目拟通过深入研究SAJ1与EDS1互作发生的机理和对EDS1抗病性的影响,探知SAJ1如何在亚细胞水平调控EDS1,以阐明SAJ1负调控EDS1进而调控植物抗病防御响应的分子机制,为增强对植物免疫机理的深入理解,并将其应用于作物抗病育种提供良好的理论基础。
英文摘要
Plant diseases seriously harm agricultural production and affect food safety. Plants have evolved elaborate and complex regulatory mechanisms for survival in response to plant pests and diseases. It is very important to reveal the regulatory mechanism of plant defense response against disease. When biotrophic pathogens infect Arabidopsis, the expression of positive immune regulator EDS1 is up-regulated, which promotes the accumulation of resistance hormone SA, and then activates downstream defense response signal transduction and gene expression. Many studies have shown that the nucleo-cytoplasmic distribution of EDS1 at the subcellular level plays an important role in disease response. However, it is not clear how EDS1 is properly distributed at the subcellular level during this process. Our previous study found that a molecular chaperone SAJ1 located in the chloroplast is involved in the EDS1 mediated disease resistance defense response and interacts with the cytoplasmic EDS1 generating protein, suggesting that SAJ1 may play a role in disease resistance response by regulating the nucleo-cytoplasmic trafficking of EDS1. On this basis, this project intends to through the study of mechanism of SAJ1 and EDS1 interactions and the impact on the EDS1 disease resistance, ascertain how SAJ1 regulated EDS1 in subcellular level, to clarify SAJ1 through negative regulation EDS1 to participate in the molecular mechanism of plant resistance defense response, to enhance understanding of the plant immune mechanism and applied to crop disease resistance breeding to provide a good theoretical basis.
本研究聚焦拟南芥分子伴侣蛋白EIJ1(原命名为SAJ1)在植物抗病防御中的功能机制,全面解析其通过调控免疫因子EDS1核质分布响应病原菌侵染的作用。研究背景基于植物通过复杂的信号传导和基因调控抵抗病原菌的攻击,EDS1作为正调控因子在植物免疫中起关键作用,但其核质动态调控机制仍不明晰。.研究内容包括四个方面:一是EIJ1在抗病防御中的作用,通过遗传学、分子生物学和蛋白定位研究发现,EIJ1突变体表现出增强抗病性,表明EIJ1为负调控因子;二是EIJ1与EDS1的互作关系,揭示二者在细胞质中的显著互作并影响EDS1的核质分布;三是EIJ1通过调控EDS1的核质分布调节抗病信号,利用分子遗传工具分析EIJ1的定位动态及其对EDS1调控的具体机制;四是EIJ1和EDS1共同调控下游抗病基因,基于转录组测序确定了两者协同调控的分子网络。.主要研究成果表明,病原菌侵染触发EIJ1从叶绿体迁移至细胞质,抑制EDS1的过度核积累,调节下游关键抗病基因(如PR1和ICS1)的表达。EIJ1的功能缺失导致EDS1在细胞核中的异常积累,抑制其在细胞质中的作用,转录组分析揭示了EIJ1负向调控EDS1的下游基因表达谱。.研究成果的科学意义在于,明确了EIJ1通过调控EDS1核质分布对植物抗病防御的重要作用,为进一步理解植物免疫网络提供了新视角。同时,该研究为EIJ1作为潜在分子靶标在抗病作物育种中的应用奠定了理论基础。项目执行期间,共发表3篇SCI论文,培养了1名硕士生,推动了植物抗病分子机制领域的研究发展。
水杨酸调控基因AtSAJ1在植物逆境胁迫反应中的作用机制
  • 批准号:
    31300239
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李宇歌
  • 依托单位:
国内基金
海外基金