课题基金 / 基金详情

去N-糖基化酶GmPNGase A在大豆抗疫霉病中的作用和机制研究

批准号:
32102172
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:
夏业强
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
夏业强

项目摘要

结项摘要

夏业强的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
质外体是寄主抵御病原菌侵染的关键战场。在侵染的早期,疫霉菌通过分泌大量的质外体致病因子干扰寄主免疫,帮助自身侵染。申请者前期研究表明,N-糖基化修饰广泛存在于疫霉菌分泌的致病因子中,对致病因子在质外体维持稳定非常重要,表明病原菌利用N-糖基化修饰武装自身致病因子是一种重要的致病机制。然而,植物在质外体中如何应对病原菌致病因子的N-糖基化修饰,仍不清楚。因此,本项目将聚焦这一科学问题,开展如下研究:1)通过去N-糖基化酶活性检测、质谱鉴定和功能域分析,鉴定大豆质外体去N-糖基化酶(GmPNGase A);2)从生物化学和分子遗传学角度阐明GmPNGase A在大豆抵御疫霉菌侵染时的功能;3)利用糖蛋白组学鉴定GmPNGase A调控的致病因子,从而解析GmPNGase A参与寄主抗性的分子机制。研究结果可望在实践上通过遗传育种使作物获得更为广谱和持久的抗性,为制定新的疫霉菌防控策略提供指导
英文摘要
The apoplastic space is the initial battlefield in plant-microbe interactions. In the early stage, plant pathogens secret a repertoire of effectors to modulate host immunity and benefit infection. In our previous work, N-glycosylation is widely present in the pathogenic factors secreted by Phytophthora, which is very important for the stability of the pathogenic factors in the apoplast. N-glycosylation has gradually become an important pathogenic mechanism for pathogens to shield their effectors. However, it remains unknown that how hostplants could regulate the N-glycosylation of pathogenic effectors in apoplast to improve resistance. Therefore, based on this research, this project will focus on the scientific point, and carry out the following studies: 1) To analyze the soybean apoplastic proteins and identify the GmPNGase A through the de-N-glycosylase assay, mass spectrometry and bioinformatics technology; 2) To clarify the biochemical and biological functions of GmPNGase A in the early stage of pathogen infection via bioinformatics and molecular genetics; 3) Using glycoproteomes to identify the target protein of pathogen regulated by GmPNGase A, so as to elucidate its molecular mechanism of regulating the resistance to pathogen. The findings of the project are expected to provide guidance for genetic breeding for improving crop resistance and formulate new strategies for preventing and controlling Phytophthora disease.
质外体是植物细胞原生质体外围由细胞壁和胞间隙组成的系统,也是寄主抵御病原菌早期侵染的关键战场。在大豆疫霉侵染初期,病原菌在植物的质外体中形成吸器和侵染菌丝进行定殖和扩展,分泌大量的质外体致病因子,帮助自身侵染。前期研究表明,N糖基化修饰广泛存在于疫霉菌分泌的致病因子中,对致病因子在质外体维持稳定非常重要,表明病原菌利用N糖基化修饰武装自身致病因子是一种重要的致病机制。然而,植物在质外体中如何应对病原菌致病因子的N糖基化修饰,仍不清楚。因此,本项目将聚焦这一科学问题,开展相关研究并取得一定进展:1)通过去N糖基化酶活性检测、质谱鉴定和功能域分析,成功鉴定到具有水解N-聚糖的大豆N-糖酰胺酶A,命名为GmPNGase A;2)GmPNGase A在侵染阶段上调表达,在大豆中沉默GmPNGase A基因导致大豆对大豆疫霉的感病性增加,过表达GmPNGase A显著提高大豆对大豆疫病的抗性;3)利用质谱我们鉴定到GmPNGase A潜在的靶标效应蛋白大豆疫霉果胶甲酯酶1(PsPME1), PsPME1在能够在体内被N-糖基化修饰,体外实验证明GmPNGase A能够作用于PsPME1的N寡糖;4)体外酶活性分析表明PsPME1具有果胶甲酯酶活性,敲除PsPME1大豆疫霉的致病力几乎丧失,证明PsPME1是大豆疫霉核心致病因子;5)利用CRISPR/Cas 9技术突变大豆疫酶PsPME1的酶活性位点,大豆疫霉的致病性显著降低,表明PsPME1发挥毒性功能依赖于果胶甲酯酶活性;6)进一利用CRISPR/Cas 9技术突变大豆疫霉PsPME1的N-糖基化位点,突变体在致病表型与敲除突变体类似,表明N-糖基化参与PsPME1的毒性作用;7)PsPME1的同源基因广泛分布于病原真菌中,表明病原菌果胶甲酯酶是核心致病因子;8)进一步生物信息学分析表明,GmPNGase A的同源基因广泛分布于植物中,包括单子叶植物和双子叶植物,转录分析表明番茄SlPNGase A相应致病疫霉的侵染,过表达SlPNGase A能够提高寄主对致病疫病的抗性,证明PNGase A家族基因参与寄主广谱抗性。研究结果可望在实践上通过遗传育种使作物获得更为广谱和持久的抗性,为制定新为制定新的疫霉菌防控策略提供指导。
靶向大豆疫霉核心致病因子PsPME1和PsPG1的新型抑菌剂的研发
  • 批准号:
    32572781
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    夏业强
  • 依托单位:
国内基金
海外基金