MAPK级联途径元件响应生防酵母/细胞壁组分诱导调控番茄果实抗性反应的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801602
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2007.食品贮藏与保鲜
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Induction of fruit resistance is a hot topic of controlling postharvest rot diseases in recent years. MAPK cascade as the early signal to control the resistance response has been widely concerned. Different of MAPKs, MAPKKs and MAPKKKs are activated in responses to different biological / abiotic stresses and have expression profilings in different tissues and organs..Biocontrol yeast / cell wall can induce disease resistance of fruit with the increase of the expression of resistant protein and related transcription factors in postharvest fruits. However, there is no systematic report on the mechanism of MAPK cascade in response to this induction and regulation of fruit resistance. Based on this, high-throughput transcriptome sequencing would be used to screening the target MAPK cascade effect element, resistance protein gene and its transcription factor, resistance related hormone synthesis genes of tomato fruit in response to yeast / cell wall induced conditions. RT-qPCR technology would be used to analysis the MAPKs (MAPKKs and MAPKKKs) gene, antagonism related genes and transcription factors, resistance related hormone synthesis genes in transgenic tomato (Lycopersicum esculentum) through ‘knocking-down’ their expression with methods of RNAi and wild type tomato. The resistance related hormones would be analyzed by targeted metabolomics technology also. The function of target MAPK (MAPKK or MAPKKK) and MAPK cascade pathway in the resistance regulatory network system of fruit response to yeast/ cell wall component would be explored through this study. The research results have important theoretical and practical significance for using yeast/ cell wall component to induce fruit disease resistance in more efficient and accurate way and promoting postharvest preservation technology of fruits in China.
诱导抗性是近年来控制果实采后腐烂病害的研究热点。MAPK级联途径作为调控抗性反应的早期信号,其表达及调控抗性的作用机制受到广泛关注。生防酵母细胞壁组分能激活抗性蛋白及其转录因子的表达以提高果实抗性,而MAPK级联途径在此诱导条件下调控果实抗性的机制尚无系统报道。基于此本项目拟采用高通量转录组测序以筛选番茄果实响应此诱导条件的MAPK级联途径元件、抗性蛋白及其转录因子基因、抗性相关激素合成基因及激素调控路径关键基因;利用RNA干扰技术构建目标MAPK级联途径元件缺陷型转基因番茄,运用RT-qPCR、靶向代谢组学技术分析目标MAPK级联途径对抗性相关基因及转录因子、激素调控路径关键基因、激素合成基因及其含量影响,系统分析目标MAPK级联途径元件响应诱导、调控番茄果实抗性反应的网络和机制,研究结果对于更加高效利用酵母细胞壁组分诱导提高果实抗病性、促进我国水果采后防腐保鲜技术具有重要意义。

结项摘要

诱导采后果蔬抗性以减少化学杀菌剂的使用是近年来采后果蔬病害防控研究的热点,其中生防酵母及细胞壁组分做为激发子受到关注。目前MAPK 级联途径元件作为植物响应抗性诱导的初级传导信号,其对酵母细胞壁组分的响应及其对抗性调控的作用机制及调控网络缺乏系统研究。本研究通过酵母及细胞壁组分处理樱桃番茄果实,筛选有效的抗性诱导处理方法,利用转录组测序分析诱导抗性早期响应的差异表达基因及功能富集和通路,筛选关键MAPK激酶,分析MAPK激酶对下游转录因子、抗性蛋白的调控作用,进一步利用MAPK激酶抑制剂和构建基因缺陷型植株,结合靶向代谢组学和RT-qPCR技术分析MAPK路径与植物激素之间互作所形成的果实抗性反应的调控网络。结果表明:①1%酵母细胞壁组分可有效诱导果实抗性提升;转录组测序结果表明处理组差异基因富集在植物与病原菌互作、MAPK信号通路、植物激素信号转导等方面,筛选MAPK3、JA、BRs、SA为后续分析目标 ②酵母细胞壁组分能够激发SlMAPK3快速响应上调表达,转录因子SlPti5/SlERF1及抗性蛋白SlPR1/SlPR5/SlCHI9也显著上调表达且与SlMAPK3具有时间顺序性,抑制剂处理显著降低SlMAPK3及转录因子和抗性蛋白基因的表达,表明MAPK3对下游转录因子、抗性蛋白具有直接调控作用 ③靶向代谢组结果表明JA、BL在诱导处理早期含量显著上升,SA无显著变化,转录水平分析表明BR、JA合成及信号转导相关基因显著上调表达,而SA信号转导基因显著下调表达,表明JA、BRs作为主要激素调控抗性反应,RNA沉默技术构建缺陷型番茄植株体系研究表明,JA/ET路径是植株抗性免疫响应主要路径;抑制剂处理表明JA、SA信号转导受到抑制,MAPK3与JA、SA形成互作网络共同参与果实抗性反应,研究结果为诱导抗性机制分析提供理论依据。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Tomato SlPti5 plays a regulative role in the plant immune response against Botrytis cinerea through modulation of ROS system and hormone pathways
番茄SlPti5通过调节ROS系统和激素途径在针对灰葡萄孢的植物免疫反应中发挥调节作用
  • DOI:
    10.1016/s2095-3119(21)63630-4
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Integrative Agriculture
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    TANG Qiong;ZHENG Xiao-dong;GUO Jun;YU Ting
  • 通讯作者:
    YU Ting
Enhancement of Biocontrol Efficacy of Pichia kudriavzevii Induced by Ca Ascorbate against Botrytis cinerea in Cherry Tomato Fruit and the Possible Mechanisms of Action.
抗坏血酸钙诱导库德里阿泽维毕赤酵母对樱桃番茄灰葡萄孢的增效及其可能的作用机制
  • DOI:
    10.1128/spectrum.01507-21
  • 发表时间:
    2021-12-22
  • 期刊:
    Microbiology spectrum
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Sun K;Wang Z;Zhang X;Wei Z;Zhang X;Li L;Fu Y;Gao J;Zhao X;Guo J;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J
SlMAPK3, a key mitogen-activated protein kinase, regulates the resistance of cherry tomato fruit to Botrytis cinerea induced by yeast cell wall and β-glucan
SlMAPK3 是一种关键的丝裂原激活蛋白激酶,调节樱桃番茄果实对酵母细胞壁和 β-葡聚糖诱导的灰葡萄孢的抗性
  • DOI:
    10.1016/j.postharvbio.2020.111350
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Guo, Jun;Sun, Keyu;Wang, Yousheng
  • 通讯作者:
    Wang, Yousheng

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其他文献

Effects of heating, autoclaving and ultra-high pressure on the solubility, immunoreactivity and structure of major allergens in egg
加热、高压灭菌和超高压对鸡蛋中主要过敏原溶解度、免疫反应性和结构的影响
  • DOI:
    10.1080/09540105.2017.1387520
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Food and Agricultural Immunology
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    张燕;王薇;周柔柔;杨建;生威;郭峻;王硕
  • 通讯作者:
    王硕
组织学习下供应商关系对产品创新绩效的影响基于重庆地区汽车业的实证研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    科学学研究
  • 影响因子:
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  • 作者:
    易树平;熊世权;郭峻
  • 通讯作者:
    郭峻

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

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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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