苹果花粉特异MAPK在花柱S-RNase作用下参与自交不亲和反应研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872062
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1503.果树生长发育
  • 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

Based on the previous study, apple self-incompatibility is apple style S-RNase leads to accumulation of pyrophosphoric acid, and eventually causes pollen tube inhibition in self-pollinated reaction. Meanwhile, we used protein high-throughput sequencing to find the differential expression proteins between the style of self and cross pollination, and obtained a pollen specific MAPK protein. However, the mechanism of self S-RNase contribute to pollen tube inhibition is still unclear. In our study, we firstly explore the MAPK signal transduction pathways activated by S-RNase in the pollen tube; secondly, using antisense oligonucleotide chain culture pollen tube to silence MAPK gene and then added the S-RNase protein, we will observe the pyrophosphate accumulation and pollen tube growth, to clear if it is ture that S-RNase could inhibite pollen tube growth and pyrophosphate accumulation by regulating MAPK; again, fingding the interaction protein of MAPK which might be phosphorylated by MAPK, this is to clear that if the interaction protein caused the accumulation of pyrophosphate in pollen tube; at last,we will confirm that MAPK participate in the self-incompatibility by genetic transformation. Above all, we could clarify that MAPK play a role in self-incompatibility reaction under the induction of S-RNase.
前期研究发现,苹果的自交不亲和性是自花授粉的花柱S-RNase在进入花粉管后会引起焦磷酸大量积累,阻碍tRNA氨酰化,阻止花粉管生长;同时,自花与异花授粉后蛋白质高通量测序比较分析寻找到一个花粉特异表达且受自我S-RNase诱导的MAPK家族蛋白;但MAPK蛋白是如何在自我S-RNase作用下参与焦磷酸积累并引起花粉管停止生长的机制尚不清楚。鉴于此,本研究首先明确S-RNase进入花粉管所激活的MAPK信号转导路径;其次,反义寡核苷链转染沉默培养中花粉的MAPK基因再添加S-RNase蛋白,明确S-RNase是否通过MAPK调控焦磷酸积累抑制花粉管生长;再次,寻找受MAPK磷酸化的互作蛋白,明确S-RNase是否通过MAPK磷酸化其下游蛋白而引起了花粉管焦磷酸的积累;最后验证MAPK其是否参与了自交不亲和反应。最终明确苹果花粉特异MAPK在花柱S-RNase作用下参与自交不亲和反应的机制。

结项摘要

苹果是典型的配子体自交不亲和植物,自花授粉时花粉管会发生自交不亲和反应,导致授粉受精失败,进而无法坐果。本项目以苹果为试材,解析了以MAPK基因为核心的苹果自交不亲和反应下花粉管信号通路,经自我、异我 S-RNase 处理、自交和异交比较分析,鉴定和挖掘出MAPK、OXI、PTI激酶类等自交不亲和反应关键因子,均参与自我 S-RNase 介导的 ROS 信号通路,MAPK、OXI、PTI等激酶通过磷酸化反应传递自交不亲和信号的分子机制。同时解析了亚精胺调控苹果自花结实性的分子基础,明确了亚精胺与MAPK等激酶介导的信号通路之间的关联性,构建出自交不亲和反应花粉管伸长停滞信号传递网络。此外,在本项目支撑下,以自花结实特异资源为材料,发掘自花结实关键变异2个,并基于此开发出可用于自花结实育种分子辅选标记。项目成果发表研究论文4篇,获批国家发明专利4项,获神农中华农业科技奖一等奖1项,培养博士3名。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)

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其他文献

Screening and characterization of apple Rho-like GTPase (MdROPs) genes related to S-RNase mediated self-incompatibility
与 S-RNase 介导的自交不亲和性相关的苹果 Rho 样 GTPase (MdROPs) 基因的筛选和表征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Plant Cell, Tissue and Organ Culture
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李天忠
  • 通讯作者:
    李天忠
Screening and characterization of apple Rho-like GTPase (MdROPs) genes related to S-RNase mediated self-incompatibility
与 S-RNase 介导的自交不亲和性相关的苹果 Rho 样 GTPase (MdROPs) 基因的筛选和表征
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Plant Cell, Tissue and Organ Culture
  • 影响因子:
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  • 作者:
    李天忠
  • 通讯作者:
    李天忠
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    Plant Journal
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    李天忠
  • 通讯作者:
    李天忠
苹果花粉中与花柱S-RNase互作的γ-硫堇筛选及鉴定
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    白松龄;胡建芳;孙会玲;孟冬;李天忠
  • 通讯作者:
    李天忠
Apple MdABCF assists the transportation of S-RNase into pollen tubes
Apple MdABCF 协助将 S-RNase 运输到花粉管中
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Plant Journal
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    李天忠
  • 通讯作者:
    李天忠

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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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