NO诱导桃果实抗病中亚硝基谷胱甘肽还原酶及其介导的蛋白亚硝基化修饰的作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31570688
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1611.经济林学
  • 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

Postharvest diseases in peach fruit cause great loss. Induced disease resistance is a kind of effective and promising method in controlling these diseases. More and more research in mode plants indicated that S-nitrosoglutathione reductase (GSNOR) was part of defense responses of plant by regulating the level of S-nitrosothiols (SNOs). Our previous study showed that nitric oxide (NO) could induce disease resistance of peach fruit, and several S-nitrosylated proteins were detected by surface plasmon resonance (SPR) and mass spectrometry (MS). Based on that evidence, this project is intended to (1) investigate the dynamic change of GSNOR and its relationship with endogenous NO and SNOs by the techniques of liquid chromatography- electrospray/MS (LC-ES/MS) and confocal laser scanning microscopy; (2) determine the key agents and gens in signal pathway regulated by GSNOR by molecular biology methods; (3) analyze the S-nitrosylated proteins mediated by GSNOR, target sites and peptide sequences of S-nitrosulated modification in proteins during the pathway of induced disease resistance by proteomics and SPR/MS techniques; (4) study the effects of S-nitrosylation or denitrosylation reactions on the structures of key transcriptional factors and their bonding activities of DNA by analyzing the interactions between DNA and protein or protein and protein. The mechanisms of the role of GSNOR and protein S-nitrosylation modification mediated by it in disease resistance induced by nitric oxide in peach fruit will be deeply elucidated by the research. The successful conduction of this project will be important for providing theoretical foundation for the application of new elicitors of induced disease resistance in postharvest fruits.
采后病害导致桃严重损失。模式植物中亚硝基谷胱甘肽还原酶(GSNOR)可通过调控亚硝基硫醇的转移参与多种防御反应,GSNOR是否在诱导桃果实抗病中有重要作用,国内外鲜见报道。我们前期研究证实,NO可诱导桃果实提高抗病性,并检测到蛋白亚硝基化修饰现象。由此推测GSNOR及其介导的蛋白亚硝基化修饰可能在诱导桃抗病中起重要作用,因此,本项目拟利用激光共聚焦扫描显微镜和LC-ES/MS技术研究桃果实抗病中GSNOR的动态变化及与亚硝基硫醇、NO的关系;研究受GSNOR调控的诱导抗病途径关键因子的变化;通过蛋白组学、SPR-MS技术研究诱导抗病中GSNOR介导的亚硝基化靶标蛋白、作用位点和肽段序列;通过蛋白质互作研究抗病途径亚硝基化修饰对关键转录因子结构和DNA结合活性的影响,以期揭示GSNOR及其介导的蛋白亚硝基化修饰在NO诱导抗病中的作用机理,为探寻诱导采后果实抗病性的新方法提供理论基础和新思路。

结项摘要

桃果实采后腐烂严重,其中由链核盘菌(Monilinia fructicola)引起的褐腐病是采后的主要病害之一。诱导抗病性为果实病害安全防治提供了一种新思路。前期研究证实,一氧化氮(nitric oxide, NO)可诱导采后桃果实提高抗病性,NO作为抗病反应的第二信使,在模式植物中可以通过亚硝基硫醇(S-nitrosothiols, SNOs)的转移和蛋白亚硝基化修饰作用完成整个信号传导过程。亚硝基谷胱甘肽还原酶(S-nitrosoglutathione reductase, GSNOR)参与NO信号传导,通过催化调节SNOs的水平和蛋白亚硝基化作用参与植物防御反应。但采后桃果实内GSNOR的水平变化与NO诱导抗病性的关系尚未见研究报道。.本研究发现,NO诱导果实抗病过程可抑制GSNOR的活性,但是对其基因表达的影响是瞬时的,与对照相比,只在处理后6h之前有显著性差异。但是通过亚硝基化蛋白组学结合质谱分析发现,NO处理后6h和12h均可引起GSNOR半胱氨酸85号位(Cys-85)发生巯基亚硝基化反应,说明NO在诱导桃果实抗病过程中主要通过蛋白亚硝基化作用调控GSNOR活性。对NO处理后4 h的差异蛋白进行GO/Domain/KEGG Pathway富集分析,发现在差异蛋白中,上调蛋白显著富集在“叶绿体”、“质体”等细胞组成中,显著富集在“酪氨酸代谢”等代谢途径;下调蛋白显著富集在“金属离子跨膜转运蛋白活性”和“锌离子结合”等分子功能中,显著富集在 “谷胱甘肽代谢”等代谢途径。用N6022抑制GSNOR活性可以提高桃果实抗褐腐病的能力,同时抑制了GSNOR基因的表达和酶活性。NO和N6022均可以提高果实GSNO、内源NO和亚硝基硫醇(SNOs)的含量,果实病程相关蛋白(PR1)、PR1非表达子(NPR1)以及水杨酸结合蛋白(TGA1)的表达量显著上升,说明NO和N6022处理均提高了果实抗病性。用VIGS方法对GSNOR基因进行沉默后发现,果实抗病性降低,PR1表达量下降,蛋白亚硝基化组学结果发现,沉默果实中上调差异蛋白和差异亚硝基化位点数增多,说明桃果实抗病能力需要一定水平的GSNOR。. 本项目揭示了NO诱导桃果实抗病过程中GSNOR的作用,不仅为阐明果实诱导抗病性分子机理提供了理论依据,也为减少果实采后损失提供了实践基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(2)
Effects of peanut shell and skin extracts on the antioxidant ability, physical and structure properties of starch-chitosan active packaging films
花生壳和皮提取物对淀粉-壳聚糖活性包装膜抗氧化能力、物理结构性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Meng W.B.;Shi J.Y.;Zhang X.Y.;Lian H.;Wang Q.G.;Peng y.
  • 通讯作者:
    Peng y.
Hypotaurine delays senescence of peach fruit by regulating reactive oxygen species metabolism
亚牛磺酸通过调节活性氧代谢延缓桃果实衰老
  • DOI:
    10.1016/j.scienta.2019.04.019
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Scientia Horticulturae
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Zhang Y.;Gong Y.;Chen L.;Peng Y.;Wang Q.G.;Shi J.Y.
  • 通讯作者:
    Shi J.Y.
Exogenous nitric oxide induces disease resistance against Monilinia fructicola through activating the phenylpropanoid pathway in peach fruit
外源一氧化氮通过激活桃果实中的苯丙素途径诱导对Monilinia fructicola的抗病性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of the Science of Food and Agriculture
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Guangjin Li;Shuhua Zhu;Wenxue Wu;Chang Zhang;Yong Peng;Qingguo Wang;Jingying Shi
  • 通讯作者:
    Jingying Shi
Nitric oxide regulates multiple defense signaling pathways in peach fruit response to Monilinia fructicola invasion
一氧化氮调节桃果实对Monilinia fructicola入侵的反应中的多种防御信号通路
  • DOI:
    10.1016/j.scienta.2019.109163
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Scientia Horticulturae
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Li Guangjin;Yu Zifei;Cao Jixuan;Peng Yong;Shi Jingying
  • 通讯作者:
    Shi Jingying
Plant extracts such as pine nut shell, peanut shell and jujube leaf improved the antioxidant ability and gas permeability of chitosan films
松子壳、花生壳、枣叶等植物提取物提高了壳聚糖薄膜的抗氧化能力和透气性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Zhang Xiaoyan;Lian Huan;Shi Jingying;Meng Wenbo;Peng Yong
  • 通讯作者:
    Peng Yong

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其他文献

离子色谱法在食品检测中的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品安全质量检测学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海蓝;陈引生;石晶盈
  • 通讯作者:
    石晶盈
Inhibition on brown rot disease and induction of defense response in harvested peach fruit by nitric oxide solution
一氧化氮溶液对采后桃果褐腐病的抑制及防御反应的诱导
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    European Journal of Plant Pathology
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    古荣鑫;朱树华;周杰;刘娜;石晶盈
  • 通讯作者:
    石晶盈
丙酸钙处理对汉堡保鲜效果的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海蓝;马亭;石晶盈
  • 通讯作者:
    石晶盈
壳寡糖与紫甘薯花青素处理对采后肥城桃褐腐病的控制效果及机理研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    果树学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    古荣鑫;朱丽琴;刘娜;徐亚宏;周杰;朱树华;石晶盈
  • 通讯作者:
    石晶盈
Hydrogen sulfide extends the postharvest life and enhances antioxidant activity of kiwifruit during storage
硫化氢可延长猕猴桃的采后寿命并增强储存期间的抗氧化活性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of the Science of Food and Agriculture
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    朱丽琴;汪伟;石晶盈;张伟;沈永根;杜华英;吴少福
  • 通讯作者:
    吴少福

其他文献

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石晶盈的其他基金

钙离子介导GABA支路响应NO诱导桃果实抗褐腐病的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
NO对采后桃果实苯丙氨酸代谢的影响及其与诱导抗病性形成的关系
  • 批准号:
    31101371
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    25.0 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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