课题基金 / 基金详情

新型抗病蛋白WAR1激活拟南芥先天免疫的分子机制

批准号:
32070287
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
范军
依托单位:
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:
范军

项目摘要

结项摘要

范军的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
跨膜锚链(ANKR-TM)蛋白在植物中广泛存在,目前尚无ANKR-TM蛋白做为抗病蛋白参与植物先天免疫的报道。课题组发现拟南芥多数生态型含有一个主效抗病位点可特异性限制携带hopW1-1效应子的病原细菌的生长;对该位点进行图位克隆获得了一个编码ANKR-TM蛋白的抗病基因WAR1;经三维结构模型比对发现WAR1与动物瞬时受体电位离子通道蛋白TRPA高度相似。进一步研究显示:WAR1与效应子蛋白 HopW1-1在细胞内直接互作,互作早期即可上调钙离子信号通路并且需要蛋白磷酸酶参与激活先天免疫。以此为基础,本项目拟1)鉴定磷酸化WAR1的蛋白激酶和关键的磷酸化修饰位点;2)通过电生理学研究明确WAR1的钙离子通道活性;3)通过研究HopW1-1对WAR1磷酸化和离子通道活性的影响揭示WAR1介导植物先天免疫的分子机制。本研究将为认识病菌效应子触发的植物免疫机制和挖掘新型抗病基因开辟新途径。
英文摘要
The genes encoding ankyrin-repeat transmembrane proteins (ANKR-TM) broadly exist in monocot and dicot plants and their role as disease resistance gene conditioning innate immunity specific to pathogen effectors is still unknown. We have uncovered a genetic locus, which is widely distributed in most Arabidopsis ecotypes, that restricts the growth of bacterial strains carrying the effector gene hopW1-1. The molecular cloning of the locus identified the disease resistance gene WAR1 (hopW1-1 activated resistance 1) encoding an ANKR-TM protein. The similarity search based on three-dimensional structural models revealed that WAR1 was highly similar to the transient receptor potential A (TRPA) ion channel found in animals. Further investigations showed: WAR1 directly interacted with HopW1-1 in vivo and in vitro; the protein phosphatase 2C family protein WIN2 was required for the activation of immunity by the WAR1/HopW1-1 interaction; the majority of the upregulated defense-related genes were found to be involved in calcium signaling pathways. Based on these observations we propose to identify the protein kinase that phosphorylates WAR1 and the phosphorylated sites that are key to the activation of WAR1-mediated immunity, to explore the cation channel activity of WAR1 by electrophysiological studies, and to reveal the molecular basis of HopW1-1 triggered immunity by studying the impact of the interaction among HopW1-1, WAR1, WIN2, and possibly the protein kinase on the phosphorylation status and channel activity of the WAR1 protein. The proposed studies will provide a novel viewpoint of the mechanisms underlying effector-triggered innate immunity thereby opening a new avenue for engineering disease resistance in crop plants.
迄今有关 ANK-TM (Ankyrin repeats-transmembrane) 蛋白调控 ETI 反应的研究有限。本研究对ANK-TM 蛋白WAR1 (HopW1-1-activated resistance 1)与细菌效应子 HopW1-1 的遗传和分子互作机制解析发现:(1)WAR1基因在拟南芥中分布广泛,具有WAR1S、WAR1M 和 WAR1L 三种长度不同的转录本。遗传分析表明只有 WAR1L 转录本具有介导 HopW1-1 触发的抗病性和细胞程序性死亡的功能。(2)通过 WAR1L 免疫沉淀串联质谱分析发现,磷酸酶 WIN2是 WAR1L 的互作蛋白,Pull-down 和免疫共沉淀分析证实了二者的互作。遗传分析显示 WIN2 磷酸酶活性是 WAR1L 介导激活免疫所必需。(3)本研究分析了WAR1L所有潜在磷酸化位点的模拟磷酸化和去磷酸化突变体的功能,发现WAR1L的S113T114位点模拟去磷酸化 (WAR1LS113AT114A) 导致植物产生不依赖于 WIN2 和 HopW1-1 的抗病性。(4)免疫沉淀串联质谱分析发现 WAR1L 与NLR蛋白 TN3互作,并且 部分依赖TN3介导对 HopW1-1 抗性。(5)WIN2的乙酰化修饰参与调控 WIN2 磷酸酶活性以及 WAR1L 对 HopW1-1 的免疫调控。(6)HopW1-1 具有 ATPase 活性,在体内促进 WIN2 磷酸酶活性,暗示 HopW1-1 可能通过直接或间接促进 WIN2 磷酸酶活性,去磷酸化 WAR1L,激活 TN3、EDS1及helper NLR等免疫受体介导的免疫反应。综上,本研究发现 WAR1 可以特异性参与对病原菌效应子 HopW1-1 的免疫调控,并对 HopW1-1 的生化功能进行了初步探索,揭示了ANK-TM 蛋白免疫激活与EDS1-Helper NLRs信号通路的关联,为进一步解析ANK-TM 蛋白激活免疫反应的分子机制奠定了基础。
稻瘟菌MoORP蛋白调控附着胞侵入和胞质效应子分泌的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    范军
  • 依托单位:
氧固醇结合蛋白调控稻瘟菌致病力及营养生长的分子基础
  • 批准号:
    31872917
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    范军
  • 依托单位:
稻瘟菌NLP蛋白家族的生物学功能及作用机理研究
  • 批准号:
    31571946
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    范军
  • 依托单位:
丁香假单胞菌番茄变种隐含的saxE基因影响病菌定植及致病性的分子机理
  • 批准号:
    31272006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    范军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金