水稻纹枯病菌菌核形成过程中基因和蛋白质差异表达分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31271994
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万
  • 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

The differentially expressed genes and proteins during sclerotium formation of Rhizoctonia solani were investigated at the genome and proteome levels by using the sclerotia of R. solani at three various developmental stages as the tested materials. In respect to genomics, the differentially expressed genes were screened by means of cDNA-AFLP technique, and the genes were verified by molecular cloning, sequencing and semi-quantitative RT-PCR, so that the full-length sequences of the genes were obtained. The genes were aligned with the sequences in the NCBI database to search for the homologous related genes, so as to infer their preliminary functions, and then the functions of the genes were verified by means of RNAi and gene overexpression techniques, so as to clarify the roles of these differentially expressed genes during sclerotium formation. In respect to proteomics, the differentially expressed proteins were screened by the use of two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry analysis, and the results of protein identification were submitted to the NCBI database for the alignment, so as to analyze the functions of the proteins, the differences of the differentially expressed proteins were verified at the mRNA level by using real-time quantitative PCR, and finally, the gene Ontology function and signaling pathway were analysed. The findings will reveal the regulation mechanism of sclerotia formation of R. solani at the genome and proteome levels, and will lay the foundation for developing a new strategy for the control of rice sheath blight.
以水稻纹枯病菌菌核形成三个不同阶段的菌体为供试材料,从基因组和蛋白质组水平对菌核形成各阶段差异表达的基因和蛋白质进行研究。在基因组方面,利用cDNA-AFLP技术,筛选菌核形成过程中差异表达的基因,并通过分子克隆、测序和半定量RT-PCR的验证,获得差异表达基因的全长序列,并提交NCBI数据库进行比对,查找同源的相关基因,推断其初步功能,再通过RNAi和基因过表达技术验证差异基因的功能,从而明确这些差异表达基因在菌核形成过程中的作用。而在蛋白组方面,采用双向电泳和质谱分析技术,筛选菌核形成相关的差异表达蛋白,将蛋白鉴定结果提交NCBI数据库进行比对,分析获得的蛋白质的功能,通过实时定量PCR验证差异表达蛋白在mRNA水平上的差异,最后进行基因本体功能和信号通路分析。研究结果将从基因和蛋白质水平上揭示水稻纹枯病菌菌核形成的调控机制,为制定新型的水稻纹枯病防控策略奠定基础。

结项摘要

由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的水稻纹枯病是世界性的水稻三大病害之一,给水稻生产造成了巨大的经济损失。该真菌不产生无性孢子,菌核在病害循环中起着重要作用。.本项目以水稻纹枯病菌菌核发育三个代表性阶段的菌体(菌丝体、白色菌核和成熟菌核)为材料,开展了菌核发育过程中差异表达基因和蛋白质研究。内容包括:总RNA提取方法的优化、菌核发育过程中差异表达基因的cDNA-AFLP分析、菌核发育过程中的转录组和蛋白质组学分析以及菌核发育相关基因Rsbtb和Rspmm的克隆与功能分析。.在基因组和转录组方面,本研究首先优化和建立了一种从水稻纹枯病菌菌核中提取总RNA的高效和简便的方法;随后利用cDNA–AFLP技术筛选了水稻纹枯病菌菌核发育过程中差异表达的基因,通过基因克隆技术,最终获得了256个转录衍生片段(transcript-derived fragment, TDF),并将这些TDF提交到NCBI GenBank数据库,获得了相应的登录号;接着采用BLST2GO软件对这些差异表达基因进行了生物信息学分析,结果表明:这些基因主要参与了代谢进程 (38.1%) 、细胞进程 (21.4%) 、定位 (5.2%) 和应激 (2.2%) 等过程;荧光定量PCR(qRT-PCR)表明,多数差异表达基因的表达量与cDNA-AFLP的表达谱相一致;根据基因的功能,选取了与菌核发育相关的基因Rsbtb和Rspmm,通过构建其基因沉默和过表达载体,对它们的功能进行了分析。.在蛋白组方面,运用iTRAQ技术分析了菌核发育过程中差异表达的蛋白质,结果表明,共鉴定得到2 269个蛋白质;采用双向电泳和质谱分析技术,筛选菌核形成过程中差异表达的蛋白质,将蛋白鉴定结果提交NCBI数据库进行比对;本研究分析、鉴定了5个差异表达蛋白质的功能,并通过qRT-PCR验证差异表达蛋白在mRNA水平上的表达量差异,并进行了GO功能分析和信号通路分析。.通过以上研究,获得了一批与菌核发育有关的差异表达基因和蛋白质,为菌核发育分子机理的进一步研究提供了大量的候选基因和蛋白质资源,这些基因和蛋白质中有的可能是菌核发育所必须的关键基因和蛋白质。对这些基因和蛋白质功能的研究,有助于发现水稻纹枯病菌新的作用靶标,对于新型的、抑制菌核形成和发育的水稻纹枯病菌高效杀菌剂的开发具有重要的科学意义和应用前景。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
水稻纹枯病菌致病机理的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国农学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨媚;兰波;周而勋;李湘民
  • 通讯作者:
    李湘民
Two distinct classes of protein related to GTB and RRM are critical in the sclerotial metamorphosis process of Rhizoctonia solani AG-1 IA
与 GTB 和 RRM 相关的两类不同蛋白质在立枯丝核菌 AG-1 IA 的菌核变态过程中至关重要
  • DOI:
    10.1007/s10142-015-0435-2
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Functional & Integrative Genomics
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Sun, Si;Zhang, Meiling;Wang, Chenjiaozi;Zhou, Erxun
  • 通讯作者:
    Zhou, Erxun
Effects of jinggangmycin on peroxidase and esterase isozymes and phytotoxin from Rhizoctonia solani AG-1 IA, the causal agent of rice sheath blight
井冈霉素对水稻纹枯病病原立枯丝核菌AG-1 IA过氧化物酶、酯酶同工酶和植物毒素的影响
  • DOI:
    10.1515/tjb-2016-0041
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Turkish Journal of Biochemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Ying-Qing;Li Ming-Hai;Yang Mei;Shu Can-Wei;Zhou Er-Xun;Yang Ying-Qing;Li Xiang-Min;Lan Bo;Jian Yan-Li;Li Ming-Hai;Jian Yan-Li;Zhou EX
  • 通讯作者:
    Zhou EX
The complete genomic sequence of a novel mycovirus from Rhizoctonia solani AG-1 IA strain B275
立枯丝核菌 AG-1 IA 株 B275 新型真菌病毒的完整基因组序列
  • DOI:
    10.1007/s00705-013-1637-3
  • 发表时间:
    2013-02
  • 期刊:
    Archives of Virology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Liu, Huiquan;Zhang, Meiling;Cao, Xiong;Zhou, Erxun
  • 通讯作者:
    Zhou, Erxun
Comparison of different methods for total RNA extraction from sclerotia of Rhizoctonia solani
不同方法提取立枯丝核菌菌核总RNA的比较
  • DOI:
    10.1016/j.ejbt.2013.12.009
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
    Electronic Journal of Biotechnology
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Shu, Canwei;Sun, Si;Zhou, Erxun
  • 通讯作者:
    Zhou, Erxun

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其他文献

一种优化的适用于双向电泳的水稻纹枯病菌蛋白质提取方法
  • DOI:
    10.13300/j.cnki.hnlkxb.2017.05.003
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    周而勋
土壤环境因素对水稻纹枯病菌腐生定殖能力的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周而勋;杨 媚;陈友林
  • 通讯作者:
    陈友林
寄主诱导的基因沉默在丝状真菌中应用的最新研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    舒灿伟
水稻纹枯病组织病理学的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    仲恺农业技术学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周而勋;曹菊香;杨 媚
  • 通讯作者:
    杨 媚
低毒真菌病毒在植物病害生物防治中的研究及应用进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘忱;皮磊;舒灿伟;周而勋
  • 通讯作者:
    周而勋

其他文献

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周而勋的其他基金

南繁区水稻三大病原真菌的新型真菌病毒及其与寄主互作的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
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    31470247
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    82.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
水稻纹枯病菌群体遗传多样性的研究
  • 批准号:
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  • 资助金额:
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    面上项目

相似国自然基金

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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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