大丽轮枝菌LysM蛋白毒力功能分析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31200113
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0109.病原真菌学与其他微生物
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Lysin motif (LysM) proteins may act as virulence factor in plant pathogenic fungus, but there is no findings reported in Verticillium dahliae. In previous studies, we de novo sequenced the high-virulence isolate VDG1, and completed the gene prediction and functional annotation. Further analysis showed that partial genes encoding secreted proteins were arranged in clusters. Two LysM protein genes, VdLysM1 and VdLysM2 locate in one gene cluster, are strongly induced during V. dahliae infection in cotton plants, indicating their potential roles of pathgenicity in V. dahliae. In this project, we will adopt target gene replacement technique to examine the virulence alteration when VdLysM1 and VdLysM2 are knock-out in wide-type strain VDG1. Meantime, the complementary experiment of VdLysM1 and VdLysM2 in the mutants and the low-virulent strain will be performed to further validate the virulence functions of VdLysM1 and VdLysM2. Second, the subcellular location of VdLysM1 and VdLysM2 will be tested to ensure that both of them are secreted proteins. Third, the VdLysM1 and VdLysM2 protein will be expressed and purified in yeast expression system to test wilt-inducing activity, the chitin oligosaccharides binding speciality, and suppression activity in hyphal tip hydrolysis by host chitinase enzymes. Finally, the polymorphism of VdLysM1 and VdLysM2 will be analyzed in the V. dahliae population to further identify the correlation of gene variation and virulence divergence. Through the experiments mentioned above, the virulence functions of VdLysM1 and VdLysM2 and their roles in population virulence divergence will be addressed, further suggesting the pathogenicity mechanism mediated by VdLysM1 and VdLysM2 through suppression of host immunity induced by sequestering chitin oligosaccharides.
LysM蛋白是植物病原真菌一类重要的毒力因子,在大丽轮枝菌中尚未报道。我们前期已经完成了高毒力大丽轮枝菌VDG1全基因组测序、基因预测和功能注释,进一步分析发现编码的分泌蛋白具有成簇分布的特点。其中1个基因簇含有2个LysM蛋白基因(VdLysM1和VdLysM2),在大丽轮枝菌侵染棉花条件下被显著诱导表达,呈现与毒力相关的特性。在此基础上,本项目拟通过基因敲除和功能互补实验确定VdLysM1和VdLysM2的毒力功能,亚细胞定位明确它们为分泌蛋白,酵母表达并纯化VdLysM1和VdLysM2,测定蛋白的致萎活性、结合几丁质寡糖和抑制植物几丁质酶降解真菌菌丝的特性,通过群体分析VdLysM1和VdLysM2基因的多态性与毒力差异的关系。从而初步鉴定大丽轮枝菌2个LysM蛋白基因的毒力功能及其与毒力变异的关系,探讨其通过与寄主受体竞争结合几丁质寡糖来抑制免疫反应激活的致病分子机理。

结项摘要

LysM 蛋白是植物病原真菌一类重要的毒力因子,在大丽轮枝菌中亦有发现。本项目围绕大丽轮枝菌的LysM基因簇上的2 个LysM 蛋白基因(VdLysM1 和VdLysM2)开展研究。VdLysM1缺失后突变体对棉花的致病力显著下降,而功能回补后能恢复大丽轮枝菌强致病力的表型,VdLysM2基因缺失后未影响病原的致病力,证明VdLysM1是大丽轮枝菌LysM基因簇上的毒力基因。通过毒力分化的群体分析发现,VdLysM1是一类保守的毒力基因,其单核苷酸变异与种群毒力分化相关;基因表达分析检测同样证明VdLysM1基因参与了大丽轮枝菌对寄主棉花的侵染过程,其在侵染12小时后即被诱导表达且持续至第5天。酵母信号肽跟踪系统检测证明VdLysM1基因编码的信号具有介导蛋白分泌到胞外的功能,为典型的胞外分泌蛋白。体表表达实验证明VdLysM1可以诱导棉花叶片发生典型的萎蔫坏死症状,同时VdLysM1具有结合几丁质寡糖和抑制植物几丁质酶降解真菌菌丝的特性。上述研究表明LsyM蛋白是大丽轮枝菌一类重要的毒力因子,这为大丽轮枝菌利用胞外分泌蛋白参与寄主侵染的致病分子机理研究提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
Molecular characterization and functional analysis of a specific secreted protein from highly virulent defoliating Verticillium dahliae
高毒力落叶黄萎病特定分泌蛋白的分子表征和功能分析。
  • DOI:
    10.1016/j.gene.2013.06.089
  • 发表时间:
    2013-10-01
  • 期刊:
    GENE
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Liu, Shao-Yan;Chen, Jie-Yin;Dai, Xiao-Feng
  • 通讯作者:
    Dai, Xiao-Feng
大丽轮枝菌致病性相关突变体快速筛选体系的建立
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李楠洋;徐明;陈捷胤;戴小枫
  • 通讯作者:
    戴小枫
绿色荧光蛋白基因标记棉花黄萎病菌
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    植物保护
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    祁伟彦;柳少燕;陈捷胤;戴小枫
  • 通讯作者:
    戴小枫
植物病原真菌寄生性与分泌蛋白组CAZymes的比较分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    植物病理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈相永;李蕾;戴小枫
  • 通讯作者:
    戴小枫

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  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国农业科学
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  • 作者:
    陈捷胤;柳少燕;李蕾;戴小枫
  • 通讯作者:
    戴小枫

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陈捷胤的其他基金

大丽轮枝菌纤维素结合域蛋白VdCB1.1调控植物先天免疫的分子机制
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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