低温增强甜菜黑色焦枯病毒致病性的分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31370176
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0107.病毒学
  • 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

项目摘要

In the field, Beet black scorch virus(BBSV)usually elicit serious viral disease in the sugar beet plant, especially in late spring season with cold weather. Similarly, BBSV could induce severer viral symptoms under low temperature in the laboratory. For understanding the phenomena, the preliminary works have been carried out in the three respects with the transcriptome sequencing, small RNA cloning, as well as viral mutant screening and verification. Accordingly, it is proposed that low efficiency of antiviral silencing,improvement of viral pathogenesis, reduction of suppressing activitys on the viral pathogenic factors by host genes, are the three conceivable mechanisms underlying the regulation of low temperature upon the pathogenesis of BBSV. For clarifying the regulation of temperature on the interaction between viral pathogenic factors and host antiviral genes, the proposal here is consisted of three aims that (i) mining of the high throughput data from deep sequence of transcriptome and small RNA, to analysis the transcriptional level of the genes especially with regard to RNA silencing, calmodulin-binding, and targeted mRNA by some small RNA,(ii) carrying out the transient and stable expression, virus inoculation, localization, and biochemistry assays, to reveal the dominant and recessive antiviral activity of host genes, (iii) screening the new viral mutants, evaluation of the viral pathogenesis and factor in either cell or plants level, to explore the viral factors regulated by low temperature.
在田间晚春季节低温气候的年份,甜菜黑色焦枯病毒(BBSV)造成的甜菜病害明显加重;在实验室中也发现,BBSV在低温时能高效侵染本生烟,并造成严重病毒症状,与田间危害情况一致。针对此现象,前期工作中对病毒侵染转录组深度测序、小RNA克隆分析及病毒自发突变体的筛选鉴定开展了深入分析,提出了低温导致"寄主RNA沉默能力降低"、"病毒编码蛋白致病能力增强"和"抑制病毒致病因子的寄主基因活性下降"三个可能的分子机制。本申请课题拟从BBSV致病因子和本生烟抗病基因受温度调控角度出发,通过生物信息学挖掘本生烟转录组和小RNA组分的测序结果,重点分析RNA沉默和钙调蛋白等基因的转录水平,以及小RNA的靶标基因变化;通过瞬时或稳定表达、病毒接种、生化分析等方法,探索受温度调控的寄主基因显性或隐性抗病机制;通过病毒突变体筛选、细胞和植株整体的侵染力鉴定及致病因子功能分析,明确低温致病相关的病毒因子。

结项摘要

RNA沉默是寄主植物的主要抗病毒策略,一些病毒携带的卫星RNA对其致病性和寄主RNA沉默也有显著影响。本项目首先利用sRNA的深度测序和分子检测分析了甜菜黑色焦枯病毒(BBSV)及其卫星RNA(sat-RNA)引发寄主RNA沉默的机理进行研究。结果表明低温和卫星RNA共侵染都能不同程度的降低BBSV产生siRNA的效率,从而这两种因素共同促进BBSV的侵染能力。病毒在受到寄主植物抗病反应后,也会通过自发突变产生毒力更强的病毒株系。本研究通过连续在高温抗病条件下接种BBSV,所获得77个BBSV突变体侵染性cDNA克隆中,26个突变体比野生型病毒的致病力更强,并且通过重组实验证明BBSV 3'UTR区域的第3477位核苷酸由U到G的改变是导致突变体病毒致病力增强的主要原因。此外,我们还通过透射电子显微镜 (TEM) 观察BBSV侵染本生烟后形成的内质网小泡结构是BBSV的复制场所。最后,我们发现内质网上发生的未折叠蛋白反应 (UPR) 在BBSV侵染过程中发挥重要作用,并且UPR反应是受到温度调节的。本研究得到的结果说明病毒的复制增殖、寄主RNA沉默反应,以及病毒进一步自发突变产生强毒株都是病毒-寄主-环境温度综合作用的结果。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Two amino acids near the N-terminus of Cucumber mosaic virus 2b play critical roles in the suppression of RNA silencing and viral infectivity
黄瓜花叶病毒 2b N 末端附近的两个氨基酸在抑制 RNA 沉默和病毒感染性中发挥着关键作用。
  • DOI:
    10.1111/mpp.12270
  • 发表时间:
    2016-02-01
  • 期刊:
    MOLECULAR PLANT PATHOLOGY
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Dong, Kai;Wang, Ying;Wang, Xian-Bing
  • 通讯作者:
    Wang, Xian-Bing
Morphogenesis of Endoplasmic Reticulum Membrane-Invaginated Vesicles during Beet Black Scorch Virus Infection: Role of Auxiliary Replication Protein and New Implications of Three-Dimensional Architecture
甜菜黑焦病病毒感染期间内质网膜内陷囊泡的形态发生:辅助复制蛋白的作用和三维结构的新意义
  • DOI:
    10.1128/jvi.00401-15
  • 发表时间:
    2015-06-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF VIROLOGY
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Cao, Xiuling;Jin, Xuejiao;Zhang, Yongliang
  • 通讯作者:
    Zhang, Yongliang
Characterization of the complete genome of Barley yellow striate mosaic virus reveals a nested gene encoding a small hydrophobic protein
大麦黄纹花叶病毒完整基因组的表征揭示了编码小疏水蛋白的嵌套基因
  • DOI:
    10.1016/j.virol.2014.12.042
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Virology
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Teng Yan;Jing-Rong Zhu;Dianping Di;Qiang Gao;Yongliang Zhang;Aihong Zhang;Chong Yan;Hongqin Miao;Xian-Bing Wang
  • 通讯作者:
    Xian-Bing Wang
Improved Pathogenicity of a Beet Black Scorch Virus Variant by Low Temperature and Co-infection with Its Satellite RNA.
通过低温和与其卫星RNA的共感染提高了甜菜黑焦病病毒变种的致病性。
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2016.01771
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Xu J;Liu D;Zhang Y;Wang Y;Han C;Li D;Yu JL;Wang XB
  • 通讯作者:
    Wang XB

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    --
  • 作者:
    冯明峰;冯致科;李正和;王献兵;陶小荣
  • 通讯作者:
    陶小荣

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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

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          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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