MAPK支架蛋白GhMORG1调控棉花对枯萎病抗性的分子机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901431
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1305.作物逆境生物学
  • 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

Cotton is an important economic crop in China, while many diseases seriously threaten the development of China's cotton industry. How to improve the disease resistance is one of the key problems in cotton breeding. Based on the previous studies for GhMKK6-GhMPK4 signaling pathway regulated on cotton disease resistance response,combining with the latest research progress that MAPK scaffold protein is the control center of MAPK cascade signaling pathway, we isolated the MAPK scaffold protein GhMORG1 of this signaling pathway from cotton for the first time. Silencing GhMORG1 significantly reduced cotton resistance to Fusarium oxysporum. However, the molecular mechanism of GhMORG1 regulating cotton disease resistance response is still unclear. Using phosphorylated proteomics sequencing, mass spectrometry and other molecular biology techniques, this project intends to clarify the biological function of GhMORG1 in cotton resistance to Fusarium wilt, identify the substrate proteins of GhMORG1-mediated MAPK cascade signaling pathway, and explore the application potential of GhMORG1 and downstream substrate protein in cotton disease resistance breeding. These results not only reveal the molecular mechanism of GhMORG1 regulating the disease resistant function of GhMKK6-GhMPK4 signaling pathway, but also provide important theoretical basis for cotton disease resistance breeding.
棉花是我国重要的经济作物,多种病害严重威胁我国棉花产业的发展。如何提高棉花的抗病性是目前棉花育种方面亟待解决的重要问题。本项目是在前期研究GhMKK6-GhMPK4信号通路调控棉花对枯萎病抗性的基础上,结合MAPK支架蛋白是MAPK级联信号通路控制中心这一最新研究进展,首次从棉花中分离出该信号通路的支架蛋白GhMORG1。沉默GhMORG1显著降低了棉花对枯萎病菌的抗性。然而,GhMORG1调控棉花抗病反应的分子机制尚不清楚。本项目拟利用磷酸化蛋白质组学测序、质谱分析等技术,解析GhMORG1调控棉花对枯萎病抗性的生物学功能,明确GhMORG1介导的MAPK级联信号通路的底物蛋白,探明GhMORG1及下游底物蛋白在棉花抗病育种中的应用潜力。所得结果将揭示MAPK支架蛋白GhMORG1调控GhMKK6-GhMPK4信号通路抗病功能的分子机制,为棉花抗病遗传育种提供重要的理论依据。

结项摘要

MAPK支架蛋白对于调节MAPK级联信号通路的功能至关重要。然而,目前在植物中仅报道了少量MAPK支架蛋白,对于支架蛋白调控MAPK级联功能的分子机制尚不清楚。本项目在前期研究的基础上,筛选到一个新的植物MAPK级联通路支架蛋白GhMORG1。利用棉花转基因等手段,深入解析并验证了GhMORG1调控棉花对枯萎病菌抗性的生物学功能;通过酵母双杂交、免疫共沉淀等技术,明确了GhMORG1与GhMKK6、GhMPK4之间的互作及磷酸化关系,完善了GhMKK6-GhMPK4级联信号通路;通过磷酸化蛋白质组学测序、酵母双杂交筛库等技术,筛选出多个GhMORG1介导GhMKK6-GhMPK4级联通路调控棉花免疫反应的重要底物蛋白;利用质谱分析技术,明确了GhMKK6-GhMPK4级联信号通路底物蛋白GhRIN4和GhbHLH122的磷酸化位点;通过病毒介导的基因沉默及植物遗传转化技术,探明了GhRIN4和GhbHLH122在调控棉花对枯萎病菌抗性方面的生物学功能;利用转录组测序技术,筛选出GhMKK6-GhMPK4级联信号通路下游重要的转录因子家族,IIc亚族WRKY转录因子,并明确了其通过调控类黄酮的生物合成影响棉花对枯萎病菌抗性的分子机制。通过本项目,系统阐明了MAPK级联通路支架蛋白GhMORG1介导的GhMKK6-GhMPK4信号通路调控棉花免疫反应的分子机制,明确了GhMORG1及多个底物蛋白在棉花抗病遗传育种方面的应用潜力,为棉花遗传性状改良提供了重要的理论依据和新的实践方向。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
GhWRKY21regulates ABA-mediated drought tolerance by fine-tuning the expression ofGhHABin cotton
GhWRKY21通过微调棉花中GhHAB的表达来调节ABA介导的耐旱性
  • DOI:
    10.1007/s00299-020-02590-4
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Plant Cell Reports
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Wang Jiayu;Wang Lijun;Yan Yan;Zhang Shuxin;Li Han;Gao Zheng;Wang Chen;Guo Xingqi
  • 通讯作者:
    Guo Xingqi
Functions of RPM1-interacting protein 4 in plant immunity
RPM1相互作用蛋白4在植物免疫中的功能
  • DOI:
    10.1007/s00425-020-03527-7
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Planta
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Guangdong Zhao;Dezheng Guo;Lijun Wang;Han Li;Chen Wang;Xingqi Guo
  • 通讯作者:
    Xingqi Guo
Group IIc WRKY transcription factors regulate cotton resistance to Fusarium oxysporum by promoting GhMKK2-mediated flavonoid biosynthesis
IIc 组 WRKY 转录因子通过促进 GhMKK2 介导的类黄酮生物合成来调节棉花对尖孢镰刀菌的抗性。
  • DOI:
    10.1111/nph.18329
  • 发表时间:
    2022-07-27
  • 期刊:
    NEW PHYTOLOGIST
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Wang, Lijun;Guo, Dezheng;Guo, Xingqi
  • 通讯作者:
    Guo, Xingqi
The Protein Phosphatase GhAP2C1 Interacts Together with GhMPK4 to Synergistically Regulate the Immune Response to Fusarium oxysporum in Cotton.
蛋白磷酸酶 GhAP2C1 与 GhMPK4 相互作用,协同调节棉花对尖孢镰刀菌的免疫反应。
  • DOI:
    10.3390/ijms23042014
  • 发表时间:
    2022-02-11
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Guo D;Hao C;Hou J;Zhao G;Shan W;Guo H;Wang C;Guo X
  • 通讯作者:
    Guo X
Scaffold protein GhMORG1 enhances the resistance of cotton to Fusarium oxysporum by facilitating the MKK6-MPK4 cascade
支架蛋白GhMORG1通过促进MKK6-MPK4级联增强棉花对尖孢镰刀菌的抗性
  • DOI:
    10.1111/pbi.13307
  • 发表时间:
    2019-12-20
  • 期刊:
    PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL
  • 影响因子:
    13.8
  • 作者:
    Wang, Chen;Guo, Hongbin;Guo, Xingqi
  • 通讯作者:
    Guo, Xingqi

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其他文献

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  • 作者:
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核磁共振技术定量研究低渗透油藏沥青质沉淀堵塞孔隙程度
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    2017-11
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    王琛;李天太
  • 通讯作者:
    李天太

其他文献

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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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