辣椒疫霉效应子CRN173抑制生防溶杆菌中抗菌物质HSAF合成的分子机制解析
批准号:
32070139
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
沈丹宇
依托单位:
学科分类:
病原真菌学与其他微生物
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈丹宇
中文摘要
疫霉菌是一类重要的植物病原菌,基因组编码上千个效应子(效应蛋白),已知在与寄主植物互作中起到关键作用。在自然界中,微生物之间存在广泛的互作关系,包括接触依赖性生长抑制(CDI),即一种微生物会利用特定分子去抑制同生境的其它微生物。利用生防菌是病害控制的一种常用方式,我们推测疫霉菌也可能利用效应子来抵消生防菌的生防作用,因此选用了辣椒疫霉和产酶溶杆菌OH11为材料,筛选到多个效应子表现出对产酶溶杆菌不同层次的抑制作用,其中效应子CRN173能显著抑制产酶溶杆菌抗菌物质HSAF的合成,且可能是通过与HSAF合成调控的转录因子Clp互作来实现的。本项目将进一步确认CRN173抑制HSAF合成的功能,明确CRN173-Clp互作的核心结构域,着重解析效应子干扰Clp信号通路的分子机制。研究有望揭示疫霉菌效应子防御生防细菌的功能和作用机制,拓展对效应子功能的认识,为生防菌的高效使用奠定理论基础。
英文摘要
The genus of Phytophthora is one class of devastating plant pathogens, and it could secrete thousands of effectors. To date, only several effectors have been reported to play key roles in the interaction between pathogens and plants. In nature, there are a wide range of interactions between microorganisms, and contact-dependent growth inhibition (CDI) is a common interaction mechanism. The microorganisms use CDI system to deliver toxins into neighboring microorganisms to inhibit their growth. Using biocontrol microorganisms is a common way of disease control. We speculate that Phytophthora pathogens may also use effectors to counteract the biocontrol effect of biocontrol microorganisms. Thus, by using the interaction of P. capsici and L. enzymogenes as the working system, we screened several effectors which showed inhibition of L. enzymogenes on different levels. Among these, CRN173 could significantly inhibit the biosynthesis of HSAF, and CRN173 might interact with a transcript factor, Clp, which positively regulates the biosynthesis of HSAF. This project will further identify the core domain and key amino acids of CRN173 when it inhibits HSAF biosynthesis, and clarify the core domain for the interaction of CRN173 and Clp. We will further investigate the molecular mechanism by which CRN173 inhibits the biosynthesis of HSAF by interfering with Clp mediated signal pathways. The results are expected to reveal the molecular mechanism of effector mediated defense of Phytophthora pathogens against biocontrol bacteria, and also laid a theoretical foundation for the efficient use of biocontrol bacteria.
疫霉菌是一类重要的植物病原菌,基因组编码上千个效应子,已知在与寄主植物互作中起到关键作用。在自然界中,微生物之间存在广泛的互作关系,包括接触依赖性生长抑制,即一种微生物会利用特定分子去抑制同生境的其它微生物。利用生防菌是病害控制的一种常用方式,我们推测疫霉菌也可能利用效应子来抵消生防菌的生防作用。本研究选用辣椒疫霉和产酶溶杆菌OH11为材料,发现在共培养条件下,辣椒疫霉可以抑制产酶溶杆菌HSAF的合成。转录组分析显示辣椒疫霉的73个效应子在与产酶溶杆菌共培养条件下显著差异表达,利用过表达与基因敲除技术,发现效应子CRN173不抑制产酶溶杆菌的生长,但抑制其HSAF产量,并明确了CRN173的DAB结构域是抑制HSAF合成的核心结构域。通过免疫共沉淀和蛋白质谱技术,鉴定到CRN173与产酶溶杆菌转录因子Clp可能互作,进一步利用细菌双杂交和体外pull-down技术,证实了CRN173与Clp的互作,并明确了CRN173的DAB结构域与Clp的CNB和Crp结构域都互作。利用EMSA实验体系,发现外源添加CRN173时,CRN173与Clp的互作抑制了Clp与HSAF合成基因启动子区PA和PB的结合能力,从而导致HSAF产量降低。上述结果表明辣椒疫霉可以利用其效应子CRN173来靶向生防细菌产酶溶杆菌的Clp蛋白,干扰HSAF的合成调控网络,进而抑制HSAF合成,以干扰HSAF对其抑制作用,从而在自然生境条件下防御产酶溶杆菌的攻击,提升自己的生态适应能力。此外,本项目还解析了同一生境下疫霉菌另一个效应子CRN108靶向植物转录因子CAMTA2,抑制HSP40基因表达进而抑制植物免疫的机制。研究结果拓展了对效应子功能的认识,为开发作物疫病的新型生防策略提供了新视角。
非同源免疫受体识别大豆疫霉新型PAMP的差异机制
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批准号:32372493
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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:沈丹宇
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依托单位:
固有无序蛋白模块在大豆疫霉效应子转运和功能中的作用解析
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批准号:31501589
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2015
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负责人:沈丹宇
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依托单位:
国内基金
海外基金