杨树与外生菌根菌互作抗盐的分子机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901279
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1605.树木生物学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Soil salinity is one of the most severe abiotic stress factors that is causing increasing agricultural and environmental problems in China. Ectomycorrhizas can improve salt tolerance of trees and other plants through ion balance, osmotic adjustment and moisture absorption. However, little is known of the underlying molecular mechanism. In this project, we aim to use poplar-Laccaria bicolor ectomycorrhizal interaction as a model to investigate phenotypic and physiological changes, and the genes with contrasted expressions during salt stress by transcriptome analysis. We will clarify the origins (from ectomycorrhiza or poplar) and correlations between them. Then we will characterize molecular interaction of two such ectomycorrhiza genes with those from poplar and corresponding networks by yeast two hybrid, BiFC and CoIP. These results will not only elucidate molecular mechanism on how ectomycorrhizal fungi improve salt tolerance of poplars and other plants, but also provide a new method to improve abiotic stress of trees by using natural microbes.
我国大量的盐渍化土地限制了林农业发展和生态环境建设。外生菌根真菌可通过调控林木及其它植物体内离子平衡、组织渗透势以及水分吸收等方式来提高耐盐性;但是,相关的分子机制仍然不清楚。本研究拟利用杨树-双色蜡蘑菌根体系作为研究对象,在盐处理与对照下,开展杨树表型及生理特征测定和转录组分析,挖掘盐胁迫下菌根真菌和杨树各自产生的差异性表达基因,并阐述可能的相关性和相互作用关系;筛选其中差异表达最大2个来自真菌的关键基因,运用酵母双杂交、双分子荧光蛋白和免疫共沉淀等手段,阐明它们是否结合杨树根表达差异基因和如何调控杨树抗盐性。研究结果有助于理解外生菌根真菌提高树木及其它植物宿主抗盐性机理,同时也为利用微生物绿色提高林木抗盐性提供理论依据。

结项摘要

我国大量的盐渍化土地限制了林农业发展和生态环境建设。外生菌根真菌可通过调控林木及其它植物体内离子平衡、组织渗透势以及水分吸收等方式来提高耐盐性;但是,相关的分子机制仍然不清楚。本研究通过对杨树-双色蜡蘑菌根体系进行盐处理,开展杨树表型及生理特征测定和转录组分析,挖掘盐胁迫下菌根真菌和杨树各自产生的差异性表达基因,筛选盐胁迫下差异表达较大的2个真菌小分泌蛋白,阐明它们在杨树盐胁迫下的功能。我们的研究发现,菌根真菌不仅能够显著地提高杨树幼苗的生长,同时还能够显著地降低盐处理引起的杨树幼苗损伤。菌根化的杨树幼苗主要是通过提高抗氧化酶的活性(SOD和POD)和光合效率(叶绿素含量),降低双氧水的含量来提高杨树幼苗的抗盐性。通过转录组分析发现,盐处理下菌根化的杨树较之未菌根化的杨树有较少的差异基因表达。根据转录组结果筛选了7个盐诱导的差异表达小分泌蛋白(SIPs,salt induced small secreted protein)利用农杆菌转化体系,制备了相应的基因沉默真菌突变体。结果发现,其中的一个候选小分泌蛋白(LbMiSSP31)的基因沉默突变体能够有效地降低菌根化率,另一个小分泌蛋白(LbSIP2)的基因沉默突变体不仅能够降低菌根化率,还能够降低杨树幼苗的抗盐性。这些结果说明,菌根真菌小分泌蛋白能够调节杨树幼苗对盐胁迫的反应。该研究首次发现了菌根真菌能够通过分泌小分泌蛋白跨界调控杨树的抗盐性,为以后利用菌根真菌提高杨树在盐渍化地区的存活性和生长提供理论基础。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
根癌农杆菌介导的菌根真菌遗传转化研究进展
  • DOI:
    10.13341/j.jfr.2020.1411
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    菌物研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹嵘;马嘉楠;张凤
  • 通讯作者:
    张凤
The ectomycorrhizal basidiomycete Laccaria bicolor releases a GH28 polygalacturonase that plays a key role in symbiosis establishment
外生菌根担子菌 Laccaria bicolor 释放 GH28 多聚半乳糖醛酸酶,在共生建立中发挥关键作用
  • DOI:
    10.1101/2021.09.24.461608
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    New Phytologist
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Feng Zhang;Aurore Labourel;Mireille Haon;Minna Kemppainen;Emilie Da Silva Machado;Nicolas Brouilly;Claire Veneault-Fourrey;Annegret Kohler;Marie-Noelle Rosso;Alej;ro Pardo;Bernard Henrissat;Jean-Guy Berrin;Francis Martin
  • 通讯作者:
    Francis Martin

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其他文献

剖宫产对新生儿早期吸吮影响的研究进展
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1672-7088.2018.08.015
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国实用护理杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张凤;顾淅淅;吴华;夏海鸥
  • 通讯作者:
    夏海鸥
间戊二烯-马来酸酐(酰亚胺)序列调控聚合
  • DOI:
    10.16865/j.cnki.1000-7555.2020.0257
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    高分子材料科学与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘坤;孙敏;张凤;谢锋历;尹政;伍小娟;傅建松;佘正银;夏金魁;李安
  • 通讯作者:
    李安
UHPLC-MS/MS 测定大鼠尿液中环磷酰胺及其代谢产物浓度
  • DOI:
    10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2017.06.003
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国现代应用药学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯格;陈力;翟健秀;高守红;陈万生;夏天一;谢新芳;熊筱娟;张凤
  • 通讯作者:
    张凤
荟萃分析核桃仁抗2型糖尿病机制
  • DOI:
    10.13982/j.mfst.1673-9078.2021.3.0198
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    现代食品科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵声兰;张凤;张丽明;郭琰;陈朝银
  • 通讯作者:
    陈朝银
电力系统复杂事件的交叠空间及其提取
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Power System Technology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胥威汀;刘俊勇;张凤;刘友波;李勇
  • 通讯作者:
    李勇

其他文献

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张凤的其他基金

杨树SWEET转运蛋白在外生菌根形成发育过程中的功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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