苹果和葡萄中环状小RNA分子的鉴定及其致病性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31471747
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Viroids are small self-replicating RNA that spread within and between organisms,which are single-stranded,circular,and noncoding RNA molecules.They can replicate in the nucleus or chloroplast and then traffic cell-cell through plasmodesmata and long-distance through the phloem to establish systemic infection. Currently known viroids are classified into two families : Avsunviroidae and Pospiviroidae, based on their sequences, structures and biological properties. Another kind of pathogenic small RNA is satellite RNA, which is the smallest infectious agent whose replication is thought to be completely dependent on their helper virus. Both of the two kinds of RNA moleculars can lead to important diseases in horticultural plants. Our laboratory choose apple with scar skin symptoms and the 200-year-old grapevine as the research objects, contructing the small RNA libraries, and get the RNA sequence information by the way of high-throughput sequencing . By using the software named Progressive Filtering of Overlapping small RNAs (PFOR) analysising of the information, we obtained two circular RNA moleculars that never found before and predicted that may be viroid or satellite RNA depending on the analysising the secondary structure. For this reason, we plan to certificate the existence by molecular biological technology, so that illuminating the property in structure and biochemistry. At the same time, in order to conform the characteraster of self-replication and infectivity, we decide to construct infectious clone, and inoculate the tobacco plants. For the satellite RNA, dependent on the high-throughput sequencing result,we assemble different inoculating exprement that inoculating the helper virus and satellite RNA,single or both,so that prove whether the RNA is pathogenic.In this research,we can get more information that influences apple and grapevine growing in different kind of diseases.This will make a profound meaning for diagnosising and preventing diseases,and also provide the basis for classification and origin of evolutionary mechanism of viroids and satellite RNA.
类病毒是一类共价闭合的单链环状小RNA分子,可引起多种园艺作物病害;卫星RNA是一类寄生于辅助病毒内的非编码小RNA,完全依赖辅助病毒完成复制,并影响其在寄主上诱发症状。本实验以有锈果症状的苹果和200年历史的葡萄为研究对象,构建其小RNA文库,进行高通量测序并获取小RNA序列,并用PFOR(Progressive Filtering of Overlapping small RNAs)软件发现两种新的环状RNA分子,依其二级结构预测为类病毒或卫星RNA。我们将用分子实验手段验证其存在,明确其结构及生化特性,并构建侵染性克隆,用接种实验研究其自我复制能力和侵染性。对于卫星RNA的鉴定,根据高通量测序结果,分离纯化辅助病毒,并采取环状RNA分子和辅助病毒单独或组合接种实验研究其致病性。此研究对我国苹果和葡萄病害的诊断及防治意义深远,也为类病毒及卫星RNA的分类和进化研究提供重要参考价值。

结项摘要

到目前为止,发现的类病毒仍不足40种,这极大地限制了人们对类病毒的认识。本项目的目的是利用高通量测序技术发现更多新类病毒。研究使用的材料是表现有苹果锈果病的苹果树以及生长在新疆的100余树龄的老葡萄树。这主要是考虑到之前有人推测苹果中可能存在一种未知类病毒;不同的葡萄类病毒之间会发生重组,可能会产生新类病毒。分别对这两个样本进行了小RNA的高通量测序。首先,对获得的数据进行生物信息学分析,其中最主要的是利用PFOR程序进行拼接,以此获得大量环状RNA。主要研究结果包括:.1)苹果样品中,除ASSVd外,发现了一个长度为434 nt并且与公共数据库中登录的序列均无同源性的新RNA。RT-PCR和Northern-blot分析均证实该RNA为环状。二级结构中包含锤头状核酶结构,生化分析证实其具有核酶活性。生物学接种实验表明,它可以侵染苹果并进行自我复制。总之,该RNA为鳄梨日斑类病毒科的一种新类病毒,将其命名为苹果锤头状类病毒(AHVd)。值得指出的是,AHVd是目前为止发现的基因组最大的类病毒。.2)葡萄样品中,除啤酒花矮化类病毒、葡萄黄斑类病毒和澳大利亚葡萄类病毒,发现了一个长度为328 nt并且与柑橘类病毒6号(CVd-VI)具有同源性的环状RNA。它的环状特性得到了实验证据的支持。其二级结构呈棒状,包含有苹果锈果类病毒属的一些重要特征如中央保守区(CCR)、发夹结构I(HP I)和末端保守区(TCR)。生物学接种实验表明,该RNA可以单独侵染葡萄,能够在葡萄中进行自我复制。由此,将该环状RNA鉴定为苹果锈果类病毒属的一种新类病毒,命名为葡萄潜隐类病毒(GLVd)。.本项目共获得了2种新类病毒,引起了国内外同行的高度关注。这不仅丰富了已知类病毒的种类,而且使人们意识到类病毒的数量还有更多,其基因组还可以更大。这无疑对于促进类病毒的研究具有重要的意义。.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Discovery of replicating circular RNAs by RNA-seq and computational algorithms.
通过 RNA-Seq 和计算算法发现复制性环状 RNA
  • DOI:
    10.1371/journal.ppat.1004553
  • 发表时间:
    2014-12
  • 期刊:
    PLoS pathogens
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhang Z;Qi S;Tang N;Zhang X;Chen S;Zhu P;Ma L;Cheng J;Xu Y;Lu M;Wang H;Ding SW;Li S;Wu Q
  • 通讯作者:
    Wu Q

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  • 发表时间:
    2016
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢飞;张志想;陈策;王红清;李世访
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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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