大豆ERF5基因应答疫霉侵染的分子调控机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31171577
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    张淑珍
  • 依托单位：
    东北农业大学
  • 学科分类：
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

ERF（Ethylene responsive factors，简称ERFs)是一类植物特有的转录因子，其中的AP2/ERF DNA保守结构域是ERF转录因子的典型特征，能够与GCC-box等顺式作用元件发生互作从而激活病程相关蛋白基因的表达，对提高植物抗病能力具有重要意义。ERF5是本课题组筛选到的受疫霉菌诱导上调表达的大豆中的一个新基因（GenBank accession HQ896930）。鉴于大豆疫霉根腐病在我国逐年危害严重的现状以及疫霉菌致病分化复杂、品种抗性易于丧失的特点，本研究将通过ERF5基因表达模式分析、蛋白凝胶阻滞实验，酵母双杂交、大豆遗传转化，为解析ERF5基因的功能及其在抗病中所起的作用提供理论依据，为揭示ERF5应答疫霉侵染的分子调控机理奠定基础，也将对持久抗大豆疫霉根腐病基因工程的实现具有一定的推动作用。同时对保护我国自主知识产权的的大豆基因资源具有重要意义。

结项摘要

由大豆疫霉菌引起的大豆疫霉根腐病是严重影响我国大豆生产的毁灭性病害。植物在生物胁迫（如病原菌侵袭）及非生物胁迫（如机械伤害、盐碱、低温、干旱）下，会启动复杂的信号传导体系，通过激活响应转录因子，来调控特定抗逆功能基因的表达，使植物体内发生一系列的生理生化反应，抵御外界危害，从而提高植物的耐逆性。在国家自然科学基金资助下，分离出大豆转录因子基因GmERF5，cDNA全长序列为1040bp。荧光定量PCR表明GmERF5在根部表达量较高；对乙烯、疫霉菌、脱落酸、水杨酸和茉莉酸均存在不同程度的应答响应，其中受乙烯、疫霉菌诱导最为明显，推测可能参与乙烯信号传导途径。定位于细胞核中。利用SMART技术构建了受大豆疫霉根腐病诱导的酵母双杂交文库，文库库容量高达1.2×106个单克隆，并获得了16个可能与GmERF5互作的基因的EST序列，主要包括一些与能量代谢、抗逆防御、转录翻译、信号转导和植物的生长发育相关的蛋白。酵母双杂交及Bifc验证GmbHLH, GmEIF能与GmERF5互作。凝胶阻滞分析证明了GmERF5 蛋白在体外可以与 GCC-box 元件特异结合。半定量分析GmERF5在转基因烟草中的转录活性，发现GmERF5可能作为转录抑制因子，抑制一些启动子区含有GCC-box的靶基因。扩增得到1731bp的GmERF5启动子序列，GmERF5P本身的启动子活性较弱。乙烯、脱落酸、烟草疫霉、干旱、高盐处理诱导GmERF5P的启动活性不同程度的增强，但低温处理对GmERF5P的启动活性影响不大。过表达烟草和大豆转基因植株抗病性增强。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（5）
专利数量（0）
野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后过氧化物酶(POD)活性变化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    大豆科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    靳立梅;吴俊江;王金生;张淑珍
  • 通讯作者：
    张淑珍
ERF转录因子及在大豆中的研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    大豆科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    华彩峰;董利东;徐鹏飞;张成胜
  • 通讯作者：
    张成胜
野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后总多酚含量的变化
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    作物杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    范素杰;姜良宇;张小明;张淑珍
  • 通讯作者：
    张淑珍
疫霉根腐病菌毒素对大豆不同组织中总多酚含量的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    大豆科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李文滨;范素杰;徐鹏飞;张淑珍
  • 通讯作者：
    张淑珍
Overexpression of Soybean lsoflavone Reductase (GmIFR) Enhances Resistance to Phytophthora sojae in Soybean
大豆异黄酮还原酶 (GmIFR) 的过度表达增强大豆对大豆疫霉的抗性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Frontiers in Plant Science
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Jiang, Liangyu;Wang, Xin;Xu, Pengfei;Zhang, Shuzhen
  • 通讯作者：
    Zhang, Shuzhen

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其他文献

栽培大豆种质资源对大豆疫霉根腐
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张淑珍;徐鹏飞;靳立梅;李文滨
  • 通讯作者：
    李文滨
黑龙江省大豆疫霉根腐病菌毒力类
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
    张淑珍;徐鹏飞;靳立梅;李文滨
  • 通讯作者：
    李文滨
野生大豆种质资源对大豆疫霉根腐
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    大豆科学.2007，26（3）：300-304
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    靳立梅;徐鹏飞;张淑珍
  • 通讯作者：
    张淑珍
Phylogenetic Analysis of the Sequences of rDNA Internal Transcribed Spacer(ITS) of Phytophthora sojae
大豆疫霉rDNA内转录间隔区(ITS)序列的系统发育分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Hepatology
  • 影响因子：
    13.5
  • 作者：
    张淑珍
  • 通讯作者：
    张淑珍
大豆胚尖不定芽诱导影响因子的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    作物杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    3School of Agriculture;biological engineering,;张艳君;管娟娟;张淑珍;李文滨;王罡;季静;Wang Ping1,Zhang Yanjun1,Guan Juanjuan1,Zhang Shuz;2Soybean Research Institute,Northeast Agricultural
  • 通讯作者：
    2Soybean Research Institute,Northeast Agricultural

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AI项目解读示例

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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