辣椒含DWE的WRKY基因功能相关及其在协同应答高温及青枯菌中作用解析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31572136
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1506.蔬菜与瓜果生长发育
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Pepper(Capsicum annuum) is a one of the most important vegetable worldwide and a typical solanaceaes. Heavy loss in pepper production is frequently caused by diseases, which is usually aggravated by high temperature and high humidity. A better understanding of the signal crosstalk between high temperature & high humidity and pathogen response is helpful for the genetic improvement of disease resistance of pepper and other Solanaceae crops. Previously we found that a duouble W-box element,which is present in the promoter of CaWRKY40, a WRKY transcription factor of Capsicum annuum acting as an important regulator in pepper basal thermotolerance and resistance to Ralstonia solanacearum attack, confered largely the synergistic response of CaWRKY40 to high temperature & high humidity and pathogen infection. In addition, the DWE also found in the promoter of 43 members of the pepper WRKY family,implying that these members may constitute a network synergistically regulating pepper’s response to high temperature & high humidi and pathogen infection. Based on this, the common feathures such as W-box binding, and nuclei targeting will be analyzed on the DWE-WKs in the present study. Additionally, by approaches such as realtime PCR, transient expression and VIGS in pepper plants, chromatin immunoprecipitation, ChIP-seq, the functions of these DWE-WKs in pepper’s synergistic response to high temperature & high humidity and pathogen infection, their transcriptonal activation on each other, and their binding to the promoters of each other will be assayed. Based on the results of the project, the regulatory WRKY network on pepper’s synergistic response to high temperature & high humidity and pathogen infection will be established and the crucial nodes in this networks will be identified, which will not only benefit the development of strategy but also can pruovide useful genes for efficient genetic improvement of Solanaceae disease resistance.
土传病害多的典型茄科植物辣椒在高温高湿下发病严重是制约其生产效益的重要限制因素,剖析辣椒高温高湿下抗病机制有利于其抗病遗传改良。项目前期发现DWE在WRKY基因启动子协同应答青枯菌及高温高湿中起关键作用,且发现43个含有DWE的WRKY蛋白(DWE-WKs),暗示它们可能构成辣椒协调耐高温高湿和抗病调控网络。基于此,本项目进一步分析各DWE-WKs亚细胞定位、结合W盒活性,并采用荧光定量PCR分析、在辣椒植株上瞬间超表达、病毒诱导基因沉默、染色质免疫沉淀(ChIP)、ChIP-seq等手段,分析这些DWE-WKs在辣椒应答高温高湿和抗青枯菌中的表达、作用、彼此相互转录激活、与彼此启动子的相互结合等。通过实施本项目,建立DWE-WKs构成的辣椒协同应答高温高湿和青枯菌侵染的WRKY网络,找出其中的关键调控节点,为辣椒等茄科植物高温高湿下抗病遗传改良提供合理技术策略和具有应用价值的基因。

结项摘要

WRKY最大的植物转录因子家族之一,其成员在植物抗病中起重要作用。本项目前期研究发现CaWRKY40含有由两个W盒组成的DWE原件,且发现不同植物的WRKY基因的启动子中均含有DWE原件,可能在应答病原菌侵染中起重要调节作用。本项目在此基础上进一步找出含有DWE的多个辣椒WRKY基因,分析了它们在辣椒应答青枯菌侵染中的作用,并解析了它们与CaWRKY40在表达和功能上的相互关联,取得了以下主要结论:(1)含DWE的CaWRKY17可转录应答青枯菌侵染或高温高湿逆境胁迫处理,在辣椒抗青枯病或耐高温高湿逆境中起正调节作用,且CaWRKY17可在蛋白水平上与CaWRKY40互作,彼此在抗青枯病或耐高温高湿逆境中互为基础且互相促进, 在转录水平上也互相促进,构成正反馈环起着防御反应信号放大的作用;(2)CaWRKY40还可与CaWRKY71互作,且CaWRKY71在青枯菌侵染中诱导上调,且在辣椒抗青枯病中起正调节作用,CaWRKY40会影响CaWRKY71对下游靶基因的结合,并正调节CaWRKY71的转录表达水平;(3)CaWRKY40b通过直接调控包括CaWRKY40在内的防御基因,对辣椒应答青枯菌侵染起负调节作用,且CaWRKY40b能够结合自身启动子并促进自身的转录表达水平;(4)含DWE的CaWRKY22在青枯菌接种的辣椒植株中表达上调,在辣椒抗青枯病中起正调节作用,且发现CaWRKY22可通过与CaWRKY6、CaWRKY27、CaWRKY40和CaWRKY58组成WRKY网络,在辣椒对青枯病的反应中起到正调节作用。这些结果表明DWE-WKs在辣椒耐高温高湿和抗青枯病过程中存在着明显的表达和功能上的关联,这种关联对辣椒耐高温高湿和抗青枯病中起着关键作用。这些结果有助于更加深入阐明WRKY网络介导的辣椒应答青枯菌和高温高湿逆境的交互作用机制。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高温高湿下辣椒抗病分子机制及其遗传改良技术与应用
  • DOI:
    10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.06.025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    福建农业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    官德义;王再兴;罗英;徐小万;宋占锋;何水林
  • 通讯作者:
    何水林
A feedback loop between CaWRKY41 and H2O2 coordinates the response to Ralstonia solanacearum and excess cadmium in pepper
CaWRKY41 和 H2O2 之间的反馈回路协调对青枯菌和辣椒中过量镉的反应
  • DOI:
    10.1093/jxb/erz006
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Dang, Fengfeng;Lin, Jinhui;He, Shuilin
  • 通讯作者:
    He, Shuilin
Capsicum annuum HsfB2a Positively Regulates the Response to Ralstonia solanacearum Infection or High Temperature and High Humidity Forming Transcriptional Cascade with CaWRKY6 and CaWRKY40
辣椒 HsfB2a 正向调节对青枯菌感染或高温高湿的反应,与 CaWRKY6 和 CaWRKY40 形成转录级联
  • DOI:
    10.1093/pcp/pcy181
  • 发表时间:
    2018-12-01
  • 期刊:
    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Ashraf, Muhammad Furqan;Yang, Sheng;He, Shuilin
  • 通讯作者:
    He, Shuilin
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
CaWRKY27 Negatively Regulates H2O2-Mediated Thermotolerance in Pepper (Capsicum annuum)
CaWRKY27 负向调节辣椒 (Capsicum annuum) 中 H2O2 介导的耐热性
  • DOI:
    10.3389/fpls.2018.01633
  • 发表时间:
    2018-11-19
  • 期刊:
    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Dang, Fengfeng;Lin, Jinhui;He, Shuilin
  • 通讯作者:
    He, Shuilin

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其他文献

CaDREB3启动子分离及其缺失体转基因烟草的获得
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    刘志钦;贺俐;吴杨;何水林
  • 通讯作者:
    何水林
一种辣椒Rop GTPase激活蛋白基因的分离及其特征分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 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
过量表达辣椒CaNPR1提高烟草对青枯菌的抗性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    植物科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    党峰峰;c.College of Horticulture;d.College of Crop Science;Fujian Agriculture;Forestry University,Fuzhou;林金辉;陈成聪;陈永萍;黄国栋;官德义;何水林;DANG Feng-Feng a,b,LIN Jin-Hui a,CHEN Cheng-Cong a;b.National Education Minster Key Laboratory of Pla
  • 通讯作者:
    b.National Education Minster Key Laboratory of Pla
辣椒质膜水通道蛋白CaPIP1基因全长cDNA的分离及序列分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    江西农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    官德义;林金辉;陈成聪;牟少亮;何水林;GUAN De-yi1,LIN Jin-hui2,CHEN Cheng-cong2, MOU Sha;2.College of Life Sciences,Fujian Agriculture
  • 通讯作者:
    2.College of Life Sciences,Fujian Agriculture
水稻Xa1基因启动子的克隆及功能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    植物遗传资源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    牟少亮;官德义;林琳;赖燕;何水林;MOU Shao-liang1,3,GUAN De-yi2,3,LIN Lin3,LAI Yan1,;2College of Crop Science,Fujian Agriculture;Fo;3Crop Genetic Improvement;Utilization Key Labo
  • 通讯作者:
    Utilization Key Labo

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何水林的其他基金

CaWRKY40介导辣椒耐高温高湿及抗青枯病分子机制解析
  • 批准号:
    31372061
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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PEAS启动子中W、G盒结合蛋白cDNA克隆与功能分析
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    30571128
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
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相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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