课题基金 / 基金详情

马铃薯核糖体蛋白参与烟草脉带花叶病毒侵染的分子机制

批准号:
32072387
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李向东
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李向东

项目摘要

结项摘要

李向东的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
植物病毒需要寄主蛋白的帮助才能进行复制和移动,进而危害作物安全生产。鉴定与病毒蛋白互作的植物蛋白,明确其在病毒侵染中的作用和机制,对设计新的作物病毒病防治策略有重要意义。烟草脉带花叶病毒(TVBMV)是马铃薯上的新发病毒,在生产中的危害逐年上升。申请者发现本氏烟核糖体蛋白L1可与TVBMV复制酶NIb互作,沉默核糖体蛋白L1编码基因能抑制TVBMV对本氏烟的侵染。本项目拟鉴定马铃薯与TVBMV NIb特异互作的核糖体蛋白种类、最小结构域和关键氨基酸,阐明马铃薯核糖体蛋白在TVBMV侵染中的作用和分子机制,利用CRISPR/Cas9技术对核糖体蛋白关键氨基酸位点进行编辑,分析编辑后马铃薯植株对TVBMV和相关病毒的抗性。预期结果将揭示马铃薯核糖体蛋白在TVBMV侵染中的作用和分子机制,发现新的抗病毒靶标,为抗TVBMV马铃薯新种质培育及相关病毒的可持续防治提供理论依据。
英文摘要
Plant viruses cause huge economic losses to crop production in the world. However, plant viruses must recruit host protein(s) to replicate, move, and establish systemic infection. Identifying the plant protein(s) interacting with viral proteins and elucidating their role in and mechanism of pathogenesis will be insightful to explore new strategies for plant viral disease control. Tobacco vein banding mosaic virus (TVBMV; Genus Potyvirus) is an emerging virus of potato and causes significant economic losses to potato production. In the previous study, we showed that the ribosomal protein L1 (RPL1) of Nicotiana benthamiana could interact with nuclear inclusion body b (NIb), the RNA-dependent RNA polymerase of TVBMV; silencing RPL1 gene inhibited the systemic infection of TVBMV in Nicotiana benthamiana plants. In this program, we plan to identify the species, minimum domain and critical amino acids of potato ribosomal protein(s) that specifically interact with TVBMV NIb using yeast two hybrid system (YTHS), bi-molecular fluorescence complementation (BiFC) and co-immunoprecipitation (Co-IP) assays, analyze the roles of potato ribosomal protein(s) in the pathogenesis of TVBMV by over-expressing and silencing the corresponding ribosomal protein gene, dissect the underlying molecular mechanisms, engineer potato plants by editing the ribosomal protein amino acids critical for the interaction with TVBMV NIb via CRISPR/Cas9, and analyze their resistance to TVBMV and related potyviruses. The expected results will elucidate the role of and mechanism underlying potato ribosomal protein(s) regulating infection of TVBMV and other potyviruses, reveal novel antiviral targets, and provide theoretical bases for the breeding of TVBMV- resistant potato plants. The expected results will also offer a scientific guide for the sustainable control of other potyviruses.
本项目证明TVBMV能和马铃薯核糖体蛋白RPL1、RPL3、RPL4和RPL13等互作。沉默RPL1和RPL13基因抑制病毒侵染,沉默RPL3、RPL4基因能促进TVBMV侵染。本项目通过编辑RPL1基因获得了抗TVBMV马铃薯植株,重点分析了RPL1、RPL4参与TVBMV复制过程的机制。.RPL1调控TVBMV复制的分子机制。本氏烟核糖体蛋白NbRPL1与TVBMV复制酶NIb相互作用,其 N末端61个氨基酸的叶绿体转运肽自身及其与NIb的复合体靶向叶绿体至关重要。在TVBMV侵染情况下,NbRPL1被募集到病毒复制复合体(VRC)中。NbRPL1的沉默影响了TVBMV的复制和蛋白积累,从而影响了病毒的系统侵染。过表达NbRPL1促进了病毒的复制和NIb的蛋白积累,但未影响病毒的翻译。自噬受体蛋白NbBeclin1也与TVBMV NIb互作,并且能促进NIb的降解,而过表达NbRPL1减少了NbBeclin1介导的NIb蛋白降解。NbRPL1与NbBeclin1竞争性结合NIb。TVBMV通过招募NbRPL1到叶绿体相关的VRC中来稳定NIb,从而正调控病毒的复制;而植物通过NbBeclin1识别并降解NIb,从而负调控TVBMV的复制。. RPL4抗TVBMV的分子机制。StRPL4和TVBMV NIb互作,共同定位于细胞核。过表达StRPL4抑制TVBMV 复制。StRPL4的N3和C3结构域与NIb相互作用,而NbRPL4第389-393位氨基酸是NbRPL4与NIb互作的关键区域。StSUMO能分别与NIb和StRPL4相互作用。NbRPL4能与TVBMV NIb互作,但与PVY和TuMV的NIb不能互作。过表达NBRPL4可抑制TVBMV的复制,但不能抑制PVY和TuMV的复制。NbRPL4 的核质分布与其对TVBMV的抗性正相关。NbRPL4干扰NbXPO1介导的NIb出核,进而影响NIb到复制区域的转运。这些结果表明,NbRPL4是TVBMV的限制因子,以病毒特异的方式抑制NbXPO1介导的出核。. 本项目已获国家发明专利2项,培养研究生4人,在Plant Physiology等杂志发表SCI论文4篇。其中关于RPL1的结果2021年发表在Plant Physiology,已经被引用19次。
马铃薯与烟草脉带花叶病毒P3N-PIPO互作蛋白的鉴定与功能分析
  • 批准号:
    31571984
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    李向东
  • 依托单位:
花生不同种植方式籽仁品质形成机理与调控
  • 批准号:
    31171496
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    李向东
  • 依托单位:
HC-Pro影响烟草脉带花叶病毒致病力的分子机制和调控
  • 批准号:
    30971895
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    34.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    李向东
  • 依托单位:
花生不同类型品种籽仁品质差异机理与调控
  • 批准号:
    30840056
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    9.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    李向东
  • 依托单位:
国内基金
海外基金