课题基金 / 基金详情

大丽轮枝菌PKS3基因指导双环芳香类聚酮的合成机制

批准号:
32072376
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
程红梅
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:
程红梅

项目摘要

结项摘要

程红梅的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
次级代谢物大多是分子结构比较复杂的化合物,主要受聚酮合成酶(PKS)基因所指导合成,是分析化学与分子生物学交叉学科研究的热点。本实验室前期发现,大丽轮枝菌PKS3基因在病原菌侵染寄主初期表达量显著上升,该基因突变后化合物发生明显变化,其中双环芳香类聚酮可引起棉花叶片的萎蔫反应。因此,病原菌PKS3基因指导双环芳香类聚酮的生物合成网络有待深入研究。在已有的工作基础上,本项目拟采用模块重排等技术明确双环芳香类聚酮在病原菌致病力中的作用;利用分段缺失及荧光素报告基因揭示PKS3基因启动子核心区;通过EMSA和酵母单杂交揭示转录因子与其启动子结合区;采用亚细胞定位分析转录因子作用位点;通过缺失和过表达解析其对双环芳香类聚酮的调控方式;利用转录组、qRT-PCR和VIGS技术揭示双环芳香类聚酮与植物的互作信号通路。本研究将有助于进一步阐述病原菌致病机理和为病原菌的综合防治提供重要的化合物及基因资源。
英文摘要
Most secondary metabolites are complicated molecular structure compounds, which are mainly synthesized under the guidance of polyketone synthase (PKS) gene. They are the focus of interdisciplinary research between analytical chemistry and molecular biology. In previous study, we found that the expression level of Verticillium dahliae PKS3 gene during the infected stage. The compound obviously changed after PKS3 was disturbed. Among of them, dicyclic aromatic ketones could induced the cotton leaves to wilt. Therefore, the biosynthesis network of dicyclic aromatic ketones guided by PKS3 gene is urgent to be further studied. Base on the data, we will utilize module rearrangement and other techniques to clarify the role of dicyclic aromatic ketones in the pathogenicity of V. dahliae. The PKS3 promoter core region was revealed by segmenting deletion and fluorescein reporter gene. The transcription factor and its promoter binding region were investigated by EMSA and yeast single hybridization. The transcription factor action sites were analyzed by subcellular localization. The regulation mode of dicyclic aromatic ketones was analyzed by deletion and overexpression of the transcription factor. Furthermore, we investigate the interaction signaling pathways between the two aromatic ketones and plants by transcriptome analysis, qRT-PCR and VIGS techniques. This study will contribute to further elucidate the pathogenic mechanism of V. dahliae and provide important compounds and gene resources for the comprehensive prevention and treatment of pathogens.
大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)是棉花黄萎病的主要致病菌,可导致棉花叶片坏死或萎蔫脱落,甚至整株死亡,对农业生产造成了极大的经济损失,因此明确大丽轮枝菌的致病因子,解析其致病机制,对棉花黄萎病的防控具有重大意义。. 项目前期发现,大丽轮枝菌能够产生多种聚酮类的次级代谢产物,主要受聚酮合成酶(PKS)的调控,因此,本项目主要利用分子生物学和化学分析手段对大丽轮枝菌非核糖体肽合成酶基因PKS3的致病功能及相应的次级代谢产物产物进行探究。突变大丽轮枝菌的PKS3基因后研究发现其致病性大大降低,PKS3突变株会产生与致病性相关的次级代谢产物,并确定双环芳香类聚酮对棉花的致病性。此外还发现大丽轮枝菌非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetase,NRPS)与病原菌生长发育、产孢量及致病性密切相关。以大丽轮枝菌非核糖体肽合成酶关键基因VdNRPS2为研究对象,构建突变体和回补体,深入其在菌落直径、产孢量以及致病力中的作用,并通过观察其在不同碳源、胁迫以及铁缺陷、铁丰富和H2O2条件下的表型,探索非核糖体肽基因在大丽轮枝菌致病过程中的功能;利用GC-MS分析次级代谢产物,探索出VdNRPS2基因簇合成的产物为一种铁载体肽。本研究解析了PK3和VdNRPS2在大丽轮枝菌致病过程中的生物学功能,深入探究大丽轮枝菌致病机理及次级代谢网络奠定了理论基础,同时为利用分子育种方法创制高抗黄萎病棉花新材料提供了新的策略和思路。
棉花黄萎病菌中硫氨素转运蛋白及其在硫氨素代谢途径的调控机制
紫茎泽兰肉桂酸四羟化酶基因及其在酚类代谢途径的调控机理
紫茎泽兰苯丙氨酸解氨酶基因对羟基泽兰酮分泌的调控机理
紫茎泽兰F3'H基因的功能分析
国内基金
海外基金