质膜和细胞骨架在葡萄抗间座壳菌Diaporthe eres免疫信号转导中的作用机制
批准号:
32102308
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
关平印
依托单位:
学科分类:
果树生理与栽培学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
关平印
中文摘要
葡萄蔓枯病(Diaporthe dieback)是全球范围内重要的葡萄枝干病害(Grapevine Trunk Diseases,GTDs)之一。目前,27 种间座壳属(Diaporthe spp.)真菌被发现同蔓枯病相关。其中,Diaporthe eres在我国分布范围最广,影响最大。本人前期研究表明,葡萄枝干病害(GTDs)相关真菌的胞外分泌物可诱导葡萄内源免疫反应,包括细胞骨架(包括微管和肌动蛋白)重组、化学信号转导、抗性基因表达等,同时证实,质膜和细胞骨架也参与调控葡萄早期免疫信号转导的作用。在此基础上,本研究以不同细胞骨架蛋白被GFP标记的葡萄细胞悬浮系和葡萄组培苗为试材,结合转盘式共聚焦显微镜技术,探究质膜和细胞骨架对葡萄蔓枯病菌D.eres胞外分泌物的感知功能以及相关免疫信号传递中的作用机制,为葡萄抗病育种提供理论依据和研究基础。
英文摘要
Diaporthe dieback,one of the important Grapevine Trunk Diseases (GTDs), has been reported to be caused by 27 fungal species of Diaporthe spp. Among them, Diaporthe eres has the widest distribution and the greatest influence in China. Previous studies have shown that the extracellular secretions of fungi related to GTDs can induce endogenous immune responses in grapevine, including cytoskeleton (including microtubules and actin filaments) reorganization, chemical signal transduction, and resistance gene expression, etc. Meanwhile, it was confirmed that the plasma membrane and cytoskeleton are also involved in the regulation of early immune signal transduction in the grapevine. Therefore, the current study uses grapevine suspension cells with different cytoskeletal proteins labelled with GFP and grapevine seedlings as the test materials. The cytoskeleton responses induced by the Diaporthe eres extracts will be observed by the spinning disc confocal microscope technology and be quantified by ImageJ. Further, D. eres secretions induced grapevine immunity responses and signals transduction will be measured. In summary, this study will provide theoretical guidance for the prevention and cure of the Diaporthe dieback.
真菌病害是限制我国葡萄产业可持续发展的关键因素,其中由蔓枯病为主的葡萄枝干病(Grapevine Trunk Diseases, GTDs)是目前危害我国葡萄产业最主要的病害之一。间座壳菌Diaporthe eres真菌是诱发葡萄蔓枯病的主要病原菌,造成葡萄木质部分深色不规则坏死、叶片萎蔫、发芽迟缓、果实皱缩、树势衰弱等症状。. 本项目以葡萄悬浮细胞为试验材料,探究D.eres胞外分泌物介导的葡萄细胞骨架相关的防御信号转导通路,如钙离子内流、活性氧迸发、细胞骨架重组、抗性基因的表达等防御活动,发现间座壳菌D.eres分泌物能够诱导葡萄微管骨架重组,受到上游钙离子信号而不是ROS信号的调控,同时D.eres分泌物对‘霞多丽’和V.rupestris表现出不同的毒性,表明细胞骨架参与D.eres分泌物介导的葡萄抗病网络。. 进一步发现葡萄微管响应不同防御反应(细菌激发子flg22和效应因子类似物harpin诱导的免疫活动)的信号转导作用,验证了葡萄微管骨架与质膜物理特性改变之间的互作关系,推测了葡萄微管骨架与微丝骨架之间的互作关系,研究结果表明葡萄微管骨架在葡萄感知病原体入侵信号(激发子或效应因子)过程中具有参与调节早期免疫信号转导的作用。. 同时,进一步分析间座壳菌D.eres分泌物成分,发现其中含有次生代谢产物4- 羟基间苯二甲醛 (4-Hydroxybenzaldehyde, 4-HBAL) 进行研究,4-HBAL能够激活葡萄抗病基因表达、胞外碱化等抗病反应,可能是诱发葡萄蔓枯病症状的主要因素之一,未来将继续探究4-HBAL等次生代谢产物与蔓枯病发生、葡萄防御活动的启动及微管骨架重组等反应之间的关系,为揭示微管骨架在葡萄感知蔓枯病次生代谢产物诱导的免疫信号转导过程中的作用机制提供依据,为田间防治葡萄枝干病相关真菌提供新思路和技术支持,促进葡萄产业健康、可持续发展。
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