水稻与不同病原菌互作的免疫稳态调控与广谱抗病性重构
批准号:
31930090
项目类别:
重点项目
资助金额:
303.0 万元
负责人:
何祖华
依托单位:
学科分类:
作物、生物因子互作与生态调控
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
何祖华
中文摘要
稻瘟病和纹枯病是水稻两个不同寄生类型的真菌病害,每年均大面积发病。最有效的防病途径是广谱抗病育种,但纹枯病迄今没有有效的抗病基因。另一方面水稻经过长期驯化,其免疫和抗病基因组结构已与野生稻存在重大的差异。我们在前期项目中发现水稻驯化产生高产性状但对纹枯病和稻瘟病田间抗性下降由一个水稻特异的ROD1基因控制,是一个调控水稻自身免疫平衡-广谱抗病性-生殖发育(产量性状)的关键基因。本项目将研究:(1)ROD1调控水稻-不同病原菌互作与抗病性激发的下游信号机制;(2)ROD1抑制子SRR基因的克隆及其在病原菌互作与免疫激发上的功能;(3)ROD1 SNP变异与田间抗病性的关联机制;(4)ROD1基因编辑重构高产品种的广谱抗病性。本项目的开展将解析水稻(禾本科)中特有的免疫稳态及其对适应性(生殖生长)平衡调控的新机制,重构水稻广谱抗病体系,为作物广谱抗病育种提供新的理论和技术体系。
英文摘要
Rice blast and sheath blight are two most destructive diseases in rice, which are caused by the hemibiotrophic fungus Magnorpathe grisea and the necrotrophic fungus Rhizoctonia solani, respectively. Breeding for broad-spectrum disease resistance is the most efficient approach to control rice diseases; however, no effective genetic resource has been identified to confer sheath blight resistance. On other hand, long rice domestication has largely declined immunity and disease resistance gene availability in rice genome compared with its wild relatives. We have map-cloned a rice-specific immunity gene, ROD1, which controls autoimmunity homeostasis and shapes high yield but decreased disease resistance to different pathogens in modern rice. This proposal focus on (1) signaling and mechanism of ROD1 function in rice-pathogens interactions and broad-spectrum disease resistance; (2) genes and function of the ROD1 suppressors, SRRs; (3) natural SNPs and the impacts on field resistance to the fungal diseases; (4) gene editing of ROD1 to reconstruct broad-spectrum disease resistance in modern rice. Thus, the project will dissect the novel mechanism of rice/Gramineae-specific autoimmunity homeostasis and fitness/reproductivity balance regulation, and provide new theory and practical tool for crop disease resistance breeding..
稻瘟病和纹枯病是水稻两个不同寄生类型的真菌病害,每年均大面积发病。最有效的防病途径是广谱抗病育种,但纹枯病迄今没有有效的抗病基因。另一方面水稻经过长期驯化,其免疫和抗病基因组结构已与野生稻存在重大的差异。我们的前期工作已发现水稻驯化产生高产性状但对纹枯病和稻瘟病田间抗性下降由一个水稻特异的ROD1基因控制,是一个调控水稻自身免疫平衡-广谱抗病性-生殖发育(产量性状)的关键基因。本项目以水稻自身免疫和广谱抗病(不同病原菌)关键调控因子ROD1为研究主线,以ROD1下游互作蛋白和抑制基因为着力点,以其SNP与田间抗性和穗发育的驯化选择为重要的农艺目标性状,分析水稻自身免疫动态平衡调控的分子机制,建立新的作物广谱抗病研究体系。最终目标是利用分子育种和基因编辑手段重构水稻新的广谱抗病育种应用技术,探索现代品种高抗与高产协调的分子育种体系。经过五年的工作,我们揭示了ROD1调控水稻对不同病原菌广谱抗病的分子机制,建立了ROD1-SRR蛋白模块调控植物自身免疫稳态的研究体系;解析了ROD1基因的SNP变异调控田间/基础抗病性的驯化选择机制,首次证明作物能够选择与气候或栽培条件相适应的免疫策略,让植物抗病能力与生长发育即环境适应性达到最佳平衡;阐明一个保守的小分子和免疫蛋白复合体调控水稻广谱抗病的分子生化机制。同时我们提出了可以通过操纵感病基因实现广谱抗病的新策略。项目的研究结果为植物抗病信号网络构建及水稻抗病分子育种提供了新的视角和靶点,并为作物多病害抗病育种提供了新的抗病靶标基因,也为利用野生近缘种的免疫培育优质抗病作物提供了一种育种范式。在Cell,Science,Science Bulletin,Plant Biotech J 等杂志上发表了标注论文5篇。
第四届中韩植物生物技术研讨会
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批准号:--
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:9万元
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批准年份:2019
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负责人:何祖华
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依托单位:
水稻与不同病原菌互作的免疫稳态调控与广谱抗病性重构
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:303万元
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批准年份:2019
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负责人:何祖华
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位:
水稻对真菌病害的广谱抗性机制与育种应用基础
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批准号:31330061
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项目类别:重点项目
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资助金额:295.0万元
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批准年份:2013
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负责人:何祖华
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依托单位:
植物GA代谢新调控机制及其对植物生长发育的调节
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批准号:91117018
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:170.0万元
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批准年份:2011
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负责人:何祖华
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依托单位:
植物GA代谢新调控机制及其对植物生长发育的调节
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批准号:90817102
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:190.0万元
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批准年份:2008
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负责人:何祖华
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依托单位:
植物抗病与其他重要农艺性状交互作用(cross-talk)的分子机理
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批准号:30730064
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项目类别:重点项目
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资助金额:150.0万元
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批准年份:2007
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负责人:何祖华
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依托单位:
水稻Eui基因的表达调控与GA流量的分子设计
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批准号:30670186
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2006
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负责人:何祖华
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依托单位:
水稻逆境快速增长基因eui的克隆
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批准号:30270136
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2002
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负责人:何祖华
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依托单位:
植物大DNA转座子超级家族结构与基因组可塑和基因功能
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批准号:90208010
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2002
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负责人:何祖华
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依托单位:
国内基金
海外基金