茉莉酸诱导草莓果实抗灰霉病的生理及分子机理解析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31872938
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    贾海锋
  • 依托单位：
    南京农业大学
  • 学科分类：
    C1501.果树生理与栽培学
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The fruit disease has a great harm on fruit quality. Many studies have shown that jasmonic acid (JA) can induce plant resistance to Botrytis cinerea (B. cinerea), but the disease resistance mechanism is still unclear. In this project, strawberry (Fragaria × ananassa) cultivar "Sweet charlie" is used as test material, we will study at physiological and molecular levels as follows: genetic evidence of JA-induced strawberry fruit resistance to B. cinerea; influences of JA on the changes of physiological and molecular index in strawberry fruit; Mechanism of JA inhibiting the development of B. cinerea mycelium; the effect of JA and inoculation of B. cinerea on the transcriptome and protein levels in strawberry fruit; screening of the key gene in response to B. cinerea modulated by JA and its function analysis using transgenic technology in strawberry; analysis of interaction protein by using yeast two-hybrid system to construct the signal network model of JA induction strawberry against B. cinerea. The results from this project will definitely do great help to our understanding to the mechanism of JA in the process of strawberry fruit resistance to B. cinerea, and provide us the theoretical basis for better regulation of defensing B. cinerea in strawberry fruit.
果实病害对果实品质形成造成很大影响。很多研究表明茉莉酸可诱导植物抗灰霉病菌，但其具体的抗病机理并未清晰。为此本项目拟以草莓(Fragaria × ananassa)品种“甜查理”为试材，从生理及分子水平上开展以下几方面的研究：茉莉酸诱导草莓果实抗灰霉菌的遗传学证据；茉莉酸对草莓果实生理和分子指标变化的影响；茉莉酸抑制灰霉菌菌丝发育的机理；茉莉酸和灰霉菌对草莓果实转录组和蛋白水平的影响；受茉莉酸调控的灰霉菌应答关键基因的筛选及其转基因功能分析；酵母双杂交分离关键基因互作蛋白并构建茉莉酸诱导草莓抗灰霉菌信号网络模型。本研究的开展与完成有助于认识茉莉酸在草莓果实抗灰霉菌过程中的作用机理，为更好地调控草莓抗灰霉病提供理论依据。

结项摘要

茉莉酸在诱导植物抗灰霉病菌方面起着关键的作用，但在草莓中具体的抗病机理并未清晰。利用草莓(Fragaria × ananassa)品种“甜查理”为试材，从生理及分子水平上系统揭示了茉莉酸的抗灰霉病机理。利用转基因技术调控茉莉酸合成基因表达水平，从而提高草莓果实内源茉莉酸含量，能诱导草莓果实抗灰霉菌。通过透射和扫描电镜发现转基因的草莓果实能抑制灰霉菌孢子萌发和菌丝生长，通过多组学分析共筛选了10631个受茉莉酸调控的差异表达基因、239个差异表达蛋白和229个差异代谢产物，发现它们主要参与病原体感知、激素生物合成和信号转导、光合作用和次级代谢。通过组学和生理表现分析发现茉莉酸可以通过诱导TPS代谢物质的表达提升果实抗病能力，诱导FaTPS1表达并迅速增加萜烯含量。FaTPS1过表达增加了倍半萜的释放，特别是大牛儿烯D，并提高了草莓对灰霉病的抗性，而FaTPS1的敲除增加了其对灰霉病菌的易感性。使用酵母单杂交分析和瞬时表达分析，我们证明FaMYC2可以与FaTPS1启动子区的G盒元件结合，从而诱导FaTPS1表达。MeJA还刺激FaMYC2表达并调节下游级联信号。通过组学和酵母双杂交我们筛选到茉莉酸下游组分HDAC19-TPL3，茉莉酸会通过抑制HDAC19-TPL3路径提升果实抗灰霉病能力。灰霉病是草莓的一种重要病害，是导致草莓产量和质量降低的主要因素，我们利用高通量测序技术发现草莓抗病害的分子机制，揭示了JA后续信号转导调控抗病基因网络，提出了MeJA介导的草莓抗灰霉病新信号通路模型，为揭示草莓中的JA抗病信号路径和JA诱导草莓抗灰霉病机制，以及田间应用茉莉酸类生物农药奠定重要的工作基础。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Transcriptomic and metabolmic approaches to counter the effect of Botrytis cinerea in grape berry with the application of nitric oxide
应用一氧化氮对抗葡萄莓中灰葡萄孢的影响的转录组学和代谢方法
  • DOI：
    10.1016/j.scienta.2022.110901
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Scientia Horticulturae
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Zenglu Song;Qianqian Pang;Suwen Lu;Linhui Yu;Tariq Pervaiz;Weihong Fu;Haifeng Jia;Jinggui Fang
  • 通讯作者：
    Jinggui Fang
Chitinase family genes in grape diferentially expressed in a manner specifc to fruit species in response to Botrytis cinerea
葡萄中的几丁质酶家族基因以水果物种特有的方式差异表达以响应灰霉病
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Molecular Biology Reports
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Ting Zheng;Kekun Zhang;Ehsan Sadeghnezhad;Songtao Jiu;Xudong Zhu;Tianyu Dong;Zhongjie Liu;Le Guan;Haifeng Jia;Jinggui Fang
  • 通讯作者：
    Jinggui Fang
Chitosan induces jasmonic acid production leading to resistance of ripened fruit against Botrytis cinerea infection
壳聚糖诱导茉莉酸产生，导致成熟果实对灰葡萄孢感染的抵抗力
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Food Chemistry
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Peian Zhang;Haifeng Jia;Peijie Gong;Ehsan Sadeghnezhad;Qianqian Pang;Tianyu Dong;Teng Li;Huanchun Jin;Jinggui Fang
  • 通讯作者：
    Jinggui Fang
Jasmonate increases terpene synthase expression, leading to strawberry resistance to Botrytis cinerea infection
茉莉酸增加萜烯合酶的表达，导致草莓对灰葡萄孢感染的抗性
  • DOI：
    10.1007/s00299-022-02854-1
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Plant Cell Reports
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Zibo Zhang;Suwen Lu;Wenbin Yu;Sadeghnezhad Ehsan;Yanping Zhang;Haifeng Jia;Jinggui Fang
  • 通讯作者：
    Jinggui Fang
Integrative transcriptomics and metabolomics data exploring the effect of chitosan on postharvest grape resistance to Botrytis cinerea
综合转录组学和代谢组学数据探索壳聚糖对采后葡萄抗灰霉病的影响
  • DOI：
    10.1016/j.postharvbio.2020.111248
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Postharvest Biology and Technology
  • 影响因子：
    7
  • 作者：
    Zibo Zhang;Pengcheng Zhao;Peian Zhang;Lingyun Su;Haoran Jia;Xinke Wei;Jinggui Fang;Haifeng Jia
  • 通讯作者：
    Haifeng Jia

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其他文献

Jasmonic acid involves in grape fruit ripening and resistant against Botrytis cinerea
茉莉酸参与葡萄果实成熟并抵抗灰霉病
  • DOI：
    10.1007/s10142-015-0468-6
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    FUNCTIONAL & INTEGRATIVE GENOMICS
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    贾海锋
  • 通讯作者：
    贾海锋
利用钾吸收基因表达评价葡萄叶面喷施钾肥效果和喷施浓度
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    植物营养与肥料学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张成;贾海锋;王剑;纠松涛;王梦琦
  • 通讯作者：
    王梦琦
葡萄VvRGL基因应答GA调控无核果实发育的研究
  • DOI：
    10.3389/ffgc.2019.00090
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    西北植物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张文颖;朱旭东;崔腾飞;贾海锋;房经贵;王晨
  • 通讯作者：
    王晨
葡萄伤流液中内生菌分离鉴定与抗病功能分析
  • DOI：
    10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0125
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    园艺学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑婷;张培安;张克坤;纠松涛;朱旭东;宋长年;贾海锋;房经贵
  • 通讯作者：
    房经贵
葡萄伤流期树液流动变化研究
  • DOI：
    10.3969/j.issn.1004-1524.2019.02.11
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    浙江农业学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑婷;张克坤;朱旭东;管乐;上官凌飞;贾海锋;房经贵
  • 通讯作者：
    房经贵

其他文献

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贾海锋的其他基金

转录因子ABI4调控草莓果实成熟的分子机理
  • 批准号：
    31401847
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    24.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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