致病疫霉菌致病关键的效应蛋白基因的鉴定和初步利用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31272020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1401.植物病理学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Loss of disease resistance against plant pathogens has been a serious problem affecting sustainable production of a wide range of crops. It's known that effector genes in the pathogen are the key allowing their corresponding resistance genes effective, mutations in sequence or changes in the expression patterns of effector genes are the major causes that render the pathogens avoid being recognized and lead to loss of disease resistance. Therefore, understanding and identification of disease resistance genes with broad spectrum and durable characters have been a major focus in the fields of host-pathogen interaction and the applied plant pathology. In this research, we focus on the late blight of potato caused by Phytophthora infestans, a devastating crop disease problem across China and in the world. Assuming that the successful recognition by the host plant of pathogen effector proteins essential for pathogenesis is indicative of durable and broad spectrum resistance, we aim at identification of RXLR effector genes essential for early infection of potato by P. infestans through integrated approaches of transcriptome, functional genomics and molecular biology analyses. The identified candidate effector genes will be used to screen potato germplasm via Agrobacterium tumefaciens -mediated transient expression for novel disease resistance genes against P. infestans. The results will aid the development of pathogen effector recognition-based identification of novel disease resistance genes, the understanding of P. infestans pathogenesis, and the identification and application of broad-spectrum and durable disease resistance.
抗病性丧失问题在作物生产中十分突出,严重威胁可持续生产。业已明确病菌效应基因是其相应植物抗病基因发挥抗病作用的关键基因,其突出特点是可变性,通过序列变异或表达特征的变化而逃避被识别,这是作物抗病性丧失的最重要原因。因此,作物广谱和持久抗病性的鉴定和利用长期以来是植物病理学的热点和难点问题。本申请项目针对重要粮食作物马铃薯重大病害晚疫病问题,基于"识别病菌致病关键的效应蛋白的抗病基因更有可能具有持久和广谱的特性"这一假设,通过转录组学、功能基因组学和分子生物学方法,系统分析和鉴定病菌侵染早期致病关键的RXLR效应基因,并采用根癌农杆菌介导的基因瞬时表达筛选马铃薯种质资源、探索鉴定新型抗晚疫病基因,为建立基于病菌效应蛋白识别的新型抗晚疫病基因的鉴定和利用奠定基础,推动晚疫病菌致病机理的深入认识,为探索和利用作物广谱和持久抗病性的新途径和新方法提供科学依据。

结项摘要

致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引致的马铃薯晚疫病,至今仍然是国内外马铃薯最为严重的病害。利用抗病品种是作物病害最为经济、安全和有效的途径,然而品种抗性丧失问题突出,严重威胁可持续生产。本申请项目针对重要粮食作物马铃薯重大病害晚疫病问题,基于“识别病菌致病关键的效应蛋白的抗病基因更有可能具有持久和广谱的特性”这一假设,通过转录组学、功能基因组学和分子生物学方法,系统分析和鉴定病菌侵染早期致病关键的RXLR效应基因,取得了以下研究成果:基于课题组前期研究结果,我们选择了六个具有遗传多样性的致病疫霉菌菌株进行转录组测序,鉴定到一系列晚疫病菌侵染早期表达的RXLR效应蛋白基因;系统分析了晚疫病菌侵染早期致病关键候选RXLR效应蛋白基因的表达特征、群体遗传变异、毒性功能等;对候选效应蛋白基因E54、E5、Avrblb2家族等几个候选RXLR效应蛋白进行了进一步的功能验证,初步探索了其作用机理。本项目的开展为建立基于病菌致病关键效应蛋白识别的新型抗病基因的鉴定和利用奠定了基础,为进一步探索和利用作物广谱和持久抗病性的新途径、新方法提供了理论依据。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
马铃薯种质资源圃中连续两年的致病疫霉菌群体结构分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Phytopathology
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Hongmei Ma;Yunfang Ma;Junli Quan;Weixing Shan
  • 通讯作者:
    Weixing Shan

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其他文献

分子伴侣4-苯基丁酸通过抑制内质网应激减轻寄生疫霉菌对植物的侵染
  • DOI:
    10.7606/j.issn.1004-1389.2022.05.015
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    西北农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏玉树;唐雅伶;王小雪;高贤贤;单卫星;强晓玉
  • 通讯作者:
    强晓玉
Infection of Arabidopsis thaliana by Phytophthora parasitica and identification of variation in host specificity
寄生疫霉对拟南芥的感染及宿主特异性变异的鉴定
  • DOI:
    10.1098/rsta.2011.0076
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Molecular Plant Pathology
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    王燕;孟玉玲;张蒙;童新萌;王秦虎;孙银银;权军利;FRANCINE GOVERS;单卫星
  • 通讯作者:
    单卫星
马铃薯StBI-1基因鉴定及其抗疫霉菌的功能探索
  • DOI:
    10.7606/j.issn.1004-1389.2022.10.009
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    西北农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高贤贤;孔乐辉;史青尧;单卫星;强晓玉
  • 通讯作者:
    强晓玉

其他文献

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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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