苹果花粉γ-硫堇蛋白在自交不亲和反应中的作用机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31372035
- 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:C1503.果树生长发育
- 结题年份:2017
- 批准年份:2013
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2014-01-01 至2017-12-31
- 项目参与者:赵英; 孟冬; 顾钊宇; 武军凯; 袁晖; 李威; 杨清; 李洋; 陈秋菊;
- 关键词:
项目摘要
S-RNase is a determinant factor of self-incompatibility in apple style. Using yeast two hybrid assay, a γ-thionin gene was obtained by screening a pollen cDNA library with S- RNase as bait. Pre-experiment of pollen culture showed that γ-thionin may take part in self incompatibility by acting as an inhibitor of S-RNase activity in apple pollen. In this proposal, we will first make point mutation on S-RNase to test whether γ-thionin can interact with the activity domain of S-RNase. In order to clarify whether γ-thionin can inhibit the activity of S-RNase, we will incubate γ-thionin and S-RNase proteins to culture the apple pollen and then test the activity of S-RNase; antisense oligonucleotides transfection assay will then be employed to silence γ-thionin gene in apple pollen and petunia will be used to silence its homologue, and the resulting apple and transgenic petunia pollen will be used for self and cross pollination to test the pollen growth and seed setting rate. Finally, We will use fluorescence in situ hybridization to mark the location of γ-thionin and S-RNase proteins in pollen tube after self and cross pollination to identify the interaction between γ-thionin and S-RNase and the way that γ-thionin inhibits the activity of S-RNase. .The aim of this proposal is to prove whether γ-thionin participate the self incompatibility process and whether the participation is occurred through inhibiting S-RNase activity. The predicted result will provide new thought for studies on plant self incompatibility.
S-RNase是苹果花柱自交不亲和决定子。我们用S-RNase为诱饵筛选花粉酵母cDNA文库获得一个γ-硫堇,从γ-硫堇削弱S-RNase抑制花粉管生长等离体实验初步推断γ-硫堇可能作为S-RNase活性抑制剂参与了自交不亲和反应。因此,本研究首先通过S-RNase活性位点及其突变前后与γ-硫堇体内外互作明确γ-硫堇是否只结合到S-RNase活性位点区;其次通过两蛋白共孵育检测S-RNase酶活及添加培养花粉管明确γ-硫堇是否能抑制S-RNase活性;最后利用反义寡核苷酸转染沉默γ-硫堇的苹果花粉及转矮牵牛γ-硫堇的花粉分别自异花授粉,观察花粉管生长,统计结实率,并通过双荧光原位免疫杂交技术标记两种蛋白在苹果自异花授粉后花粉管内位置,判定γ-硫堇能否调控自交不亲和反应,观察γ-硫堇是否与S-RNase结合及可能抑制其活性方式。最终明确γ-硫堇通过抑制S-RNase活性参与自交不亲和反应。
结项摘要
本课题立项于2013年,计划开展苹果花粉γ-硫堇蛋白在自交不亲和反应中的作用机制研究。本研究以苹果为试材,经过2014-2017年四年的努力,利用多种技术手段证明了S-RNase在进入花粉管过程中引起了Ca2+-ROS-JA-MdMYC2的一系列信号反应,诱导了花粉管中一个具有γ-硫堇结构域的防御蛋白的响应,防御应答S-RNase进入花粉管,且抑制S-RNase活性。其主要研究结果如下:1. 我们从钙信号研究入手,验证了S-RNase可以打破花粉管内钙离子梯度,影响钙响应蛋白MdCBL5表达,使得花粉管尖端ROS信号减弱,亚顶端显著增强,诱导ROS相关基因MdRbohH上调表达,JA明显升高,MdMYC2转录水平上调表达。表明S-RNase可诱导Ca2+-ROS-JA-MdMYC2信号反应。2. 重组MdMYC2蛋白Chip-seq苹果基因组,获得了γ-硫堇蛋白基因MdD1的启动子序列,酵母单杂交验证了MdMYC2与MdD1启动子序列的结合,并证明MdD1的表达受MdMYC2转录调节,表明MdD1受Ca2+-ROS-JA-MdMYC2信号路径的激活。免疫荧光定位结果发现:添加S-RNase后,随着时间的延长, MdD1向花粉管顶端和亚顶端膜方向移动,自我和异我花粉管的MdD1均具有响应S-RNase入侵的作用;而沉默MdMYC2,花粉管中MdD1则并未发生位移,说明MdD1通过MdMYC2响应S-RNase的入侵。3. 进一步研究发现MdD1可以抑制S-RNase活性的发挥。MdD1与S-RNase的活性位点区域互作,与非活性位点区域不互作。该研究结果进一步完善了苹果自交不亲和性分子机制,为苹果花粉与花柱识别和自花授粉后花粉管致死的研究奠定基础。
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Identification of MdDof genes in apple and analysis of their response to biotic or abiotic stress
苹果MdDof基因的鉴定及其对生物或非生物胁迫的响应分析
- DOI:10.1071/fp17288
- 发表时间:2018-01-01
- 期刊:FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY
- 影响因子:3
- 作者:Yang, Qing;Chen, Qiuju;Li, Tianzhong
- 通讯作者:Li, Tianzhong
新疆桃花柱S-RNase和花粉SFB基因的克隆与分析
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:中国农业大学学报
- 影响因子:--
- 作者:陈秋菊;孟冬;李威;顾钊宇;段续伟;袁晖;张懿;李天忠
- 通讯作者:李天忠
‘富士’苹果花粉原生质体分离初探
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:张宁;李威;顾钊宇;陈秋菊;段续伟;杨清;李天忠
- 通讯作者:李天忠
Malus domestica ADF1 severs actin filaments in growing pollen tubes
苹果 ADF1 在生长的花粉管中切断肌动蛋白丝。
- DOI:10.1071/fp16360
- 发表时间:2017-01-01
- 期刊:FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY
- 影响因子:3
- 作者:Yang, Qing;Wang, ShengNan;Li, Tianzhong
- 通讯作者:Li, Tianzhong
A novel gene, MdSSK1, as a component of the SCF complex rather than MdSBP1 can mediate the ubiquitination of S-RNase in apple.
苹果中一种新的基因 MdSSK1(而不是 MdSBP1)作为 SCF 复合体的组成部分可以介导 S-RNase 的泛素化。
- DOI:10.1093/jxb/eru164
- 发表时间:2014-07
- 期刊:Journal of experimental botany
- 影响因子:6.9
- 作者:Yuan H;Meng D;Gu Z;Li W;Wang A;Yang Q;Zhu Y;Li T
- 通讯作者:Li T
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其他文献
甜樱桃‘拉宾斯’自交亲和性与SFB4′基因的关系研究
- DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0104
- 发表时间:2015
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:李洋;李长龙;王晶;闫国华;张晓明;李威;张开春;李天忠
- 通讯作者:李天忠
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:园艺学报
- 影响因子:--
- 作者:沈育杰;李天忠;许雪峰;王忆;唐美玲;韩振海;孔瑾
- 通讯作者:孔瑾
Apple MdABCF assists the transportation of S-RNase into pollen tubes
Apple MdABCF 协助将 S-RNase 运输到花粉管中
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:Plant Journal
- 影响因子:7.2
- 作者:李天忠
- 通讯作者:李天忠
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:中国农业科学
- 影响因子:--
- 作者:李天忠;白松龄;孟冬;龙慎山;李茂福
- 通讯作者:李茂福
Apple MdABCF assists the transportation of S-RNase into pollen tube
Apple MdABCF 协助 S-RNase 转运至花粉管
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- 期刊:Plant Journal
- 影响因子:7.2
- 作者:李天忠
- 通讯作者:李天忠
其他文献
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