CaROP1与HPR互作在辣椒高温高湿下抗青枯病中作用及其机制分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31401890
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    邱爱连
  • 依托单位：
    福建农林大学
  • 学科分类：
    C1506.蔬菜与瓜果生长发育
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Pepper(Capsicum annuum) is an important vegetable and typical Solanaceae with various soil-borne diseases, and these disease tend to be more serious under high temperature and high humidity.The potential application of dissection of molecular mechanism of pepper disease resistance under high temperature and high humidity is the genetic improvement of pepper disease rsistance. Our provious studies suggested that the overexpression of CaROP1 and DN-CaROP1 enhanced significantly disease resistance under high temperature and high humidity,suggesting its role as a key molecular swatch in the immunity signaling and by yeast two hybird system analysis, DN-CaROP1 was found to interact with HPR, a important protein involves in photo respiration and also possibly play a role in plant immunity by previous studies. In the present study, the possible interaction between CA-CaROP1,DN-CaROP1 and CaROP1 with HPR will be confirmed by CoIP and BiFC, and the effect of this interaction on enzyme activity of HPR, the subcellular localization, the transcriptional expression of HPR agasinst high temperature and high humidity as well as Ralstonia solanacearum inoculation will also be analysized. By overexpression in transgenic Nicotiana benthamiana or transient overexpression and VIGS in pepper plants, the function of HPR and its interaction with CaROP1 in pepper diseases resistance under high temperature and high humidity will also be studied. The results of this project can not only indentify the the role of HPR in disease resistance under high temperature and high humidity mediated by CaROP1, but also put forward new molecular mechanism of pepper disease resistance.
辣椒是重要蔬菜和典型茄科植物，土传病害多，高温高湿下发病严重导致减产。高温高湿下抗病机制剖析是开展辣椒抗病遗传改良的重要基础。我们前期发现CaROP1是辣椒高温高湿下抗病重要分子开关，其DN突变体超表达可显著提高烟草高温高湿下的抗病水平，经酵母双杂交发现并经CoIP验证DN-CaROP1可与羟基丙酮酸还原酶（HPR）互作，后者据前人报道与植物耐高温和抗病相关。本项目拟进一步通过BiFC分析HPR与CaROP1互作在细胞中发生部位及对HPR酶活性的影响，通过qPCR分析 HPR在高温高湿、青枯菌侵染以及其它逆境作用下的转录表达，通过在烟草中超表达（或辣椒植株上瞬间超表达）和VIGS介导的基因沉默分析HPR及其与CaROP1互作在CaROP1介导的辣椒高温高湿下抗病中的作用。研究结果有利于明确HPR在CaROP1介导的辣椒高温高湿下抗病中的作用及机制，为辣椒高温高湿下抗病遗传改良提供依据。

结项摘要

摘要：辣椒是重要蔬菜和典型茄科植物，土传病害多，高温高湿下发病严重导致减产，高温高湿下抗病机制剖析是开展辣椒抗病遗传改良的重要基础。我们前期研究发现CaHPR1与CaROP1功能关联,可能在辣椒耐高温和抗病中起重要的作用。本项目通过转基因、病毒诱导基因沉默等功能基因组学手段进一步研究了CaHPR1的功能及其表达调控机制，结果表明：（1） CaHPR1分布于整个细胞，其表达受到高温处理处理和青枯菌接种侵染的诱导；与CaROP1的功能相似的是， CaHPR1超表达可显著提高转基因烟草的耐高温水平以及耐高温相关标记基因的表达，而其基因沉默则导致辣椒植株耐高温水平降低，（2）CaHPR1不仅可与DN-CaROP1互作，还可与CA-CaROP1互作，但上述互作在辣椒耐高温高湿和抗病中的作用还有待进一步研究予以证实；（3）常温下感病的辣椒植株中，CaHPR1主要受CaWRKY40的直接调节，而在高温高湿和感染病原菌的作用下，CaWRKY40在CaVAMP72等作用下转而直接调节CaEBS2,而由CaEBS2直接调节CaHPR1的转录表达。这些结果表明，CaHPR1在辣椒耐高温高湿和抗病及辣椒高温高湿下抗病中可能都起到重要的作用。鉴于CaEBS2含有BAH和PHD两个表观遗传学调节相关的结合域，暗示CaHPR1转录表达涉及到CaEBS2介导的表观遗传学机制，为进一步深入剖析辣椒高温高湿下的抗病机制提供了有价值的研究线索。

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（0）
专利数量（0）
The Ectopic Expression of CaRop1 Modulates the Response of Tobacco Plants to Ralstonia solanacearum and Aphids.
CaRopl 的异位表达调节烟草植物对青枯雷尔斯顿菌和蚜虫的反应
  • DOI：
    10.3389/fpls.2016.01177
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Frontiers in plant science
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Qiu A;Liu Z;Li J;Chen Y;Guan D;He S
  • 通讯作者：
    He S
CaCDPK15 positively regulates pepper responses to Ralstonia solanacearum inoculation and forms a positive-feedback loop with CaWRKY40 to amplify defense signaling.
CaCDPK15 正向调节辣椒对青枯菌接种的反应，并与 CaWRKY40 形成正反馈环，以放大防御信号
  • DOI：
    10.1038/srep22439
  • 发表时间：
    2016-03-01
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Shen L;Yang S;Yang T;Liang J;Cheng W;Wen J;Liu Y;Li J;Shi L;Tang Q;Shi W;Hu J;Liu C;Zhang Y;Mou S;Liu Z;Cai H;He L;Guan D;Wu Y;He S
  • 通讯作者：
    He S
Genome-wide identification and expression analysis of calcium-dependent protein kinase and its closely related kinase genes in Capsicum annuum.
辣椒钙依赖性蛋白激酶及其密切相关激酶基因的全基因组鉴定及表达分析
  • DOI：
    10.3389/fpls.2015.00737
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Frontiers in plant science
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Cai H;Cheng J;Yan Y;Xiao Z;Li J;Mou S;Qiu A;Lai Y;Guan D;He S
  • 通讯作者：
    He S
A novel leucine-rich repeat protein, CaLRR51, acts as a positive regulator in the response of pepper to Ralstonia solanacearum infection
一种新型富含亮氨酸的重复蛋白 CaLRR51 在辣椒对青枯菌感染的反应中充当正调节因子
  • DOI：
    10.1111/mpp.12462
  • 发表时间：
    2017-10-01
  • 期刊：
    MOLECULAR PLANT PATHOLOGY
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Cheng, Wei;Xiao, Zhuoli;He, Shuilin
  • 通讯作者：
    He, Shuilin

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其他文献

辣椒小G蛋白CaRab11基因全长cDNA的分离及序列分析
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    江西农业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    赖燕;林金辉;陈成聪;官德义;牟少亮;邱爱连;何水林;LAI Yan1,LIN Jin-hui1,CHEN Cheng-cong1,GUAN De-yi2;2.School of Crop Sciences,Fujian Agriculture;F
  • 通讯作者：
    F
一种辣椒Rop GTPase激活蛋白基因的分离及其特征分析
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    农业生物技术学报
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  • 作者：
    邱爱连;QIU Ai-Lian1 CAI Han-Yang1 CHEN Yan-Shen1 LIU Zhi-;2 College of Crop Science, Fujian Agriculture;蔡汉阳;陈彦生;刘志钦;吴明伟;官德义;牟少亮;赖燕;何水林
  • 通讯作者：
    何水林

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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

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          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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