NLR家族蛋白网络在水稻免疫系统中的功能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31572073
  • 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:
    C1408.作物、生物因子互作与生态调控
  • 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

Rice is one of the world's most important food crops, rice research has a major impact on human beings, and improvement of disease resistance in rice is a critical research issue. The NOD-like receptor (NLR) gene family is the most variable and one of the largest gene families in plants. NLR family proteins [also called Resistance (R) proteins] are known to act as immune receptors in both plants and animals, and also to be associated with hybrid necrosis, development, and drought tolerance in plants. However, while NLR family R proteins are clearly vital in inducing an immune response by recognizing a variety of pathogens, their molecular mechanism of action remains elusive.In previous studies, we identified the small GTPase OsRac1 as a master regulator of rice immunity that induces both the production of reactive oxygen species (ROS) and hypersensitive cell death. We also discovered that OsRac1 acts as a switch protein, working downstream of an NLR family R protein, Pit-1, which recognizes the rice blast fungus, the most serious disease agent for reducing rice yield. Although NLR family R proteins were originally thought to work alone, recent analyses have identified various NLR family R proteins whose function is dependent on the formation of a pair with a different NLR family R protein. We subsequently revealed how one such pair of NLR family proteins, RGA4 and RGA5, perceive the ligand protein AVR-Pia and thereby trigger disease resistance to rice blast fungus.A recent series of immunoprecipitation experiments demonstrated that Pit-1 forms complexes with four NLR family proteins other than Pit-2, and that RGA4 associates with another NLR family protein as well as with RGA5. These results suggest that a single NLR family R protein can form pairs with many other NLR family R proteins, and it is probable that pairs of NLR family R proteins participate in NLR family protein networks. Until now, there has been no documented case of a single NLR family R protein pairing with multiple other NLR family proteins to form such an 'NLR family protein network’; however, we believe that NLR family protein networks underlie the functional diversity of NLR family proteins. In this study, we will conduct experiments using the rice immunity system to decipher NLR family protein networks. Since NLR family proteins are highly conserved as innate immune receptors from plants to animals, these new data will represent a potentially major contribution to our understanding of plant as well as animal immunity. Moreover, we can apply our new knowledge for the improvement of disease resistance to pathogens, growth and drought tolerance, not only in rice but also in various food crops such as tomato, wheat and potato.
水稻是重要的粮食作物之一,改善水稻抗病性是一个非常重要的研究课题。NLR家族蛋白作为已知的免疫受体,与杂交坏死、发育、干旱胁迫密切相关。NLR家族中的R蛋白在免疫应答过程中发挥重要的作用,但其中的分子机制还不清楚。我们之前的研究发现G蛋白OsRac1是水稻天然免疫的关键调控因子,作为一个开关蛋白作用于识别稻瘟病菌的R蛋白Pit-1的下游。我们通过免疫沉降实验还发现Pit-1能够与NLR家族的其他R蛋白配对组成复合体来调节植物对病菌的免疫反应。单个NLR蛋白与其它NLR蛋白配对组合进而构成一个复杂的“NLR家族蛋白网络”,目前尚未有与此相关的报道。我们认为“NLR家族蛋白网络”是NLR家族蛋白功能多样性的基础。此项目旨在揭示NLR家族蛋白网络在水稻免疫系统中的功能,这些结果将为改善各种粮食作物的抗病性研究提供更多理论依据。

结项摘要

核苷酸结合域和富含亮氨酸的重复序列(NLR)的R蛋白家族是多种物种中重要的细胞内免疫受体。与其他物种不同的是植物体内具有大量的NLR蛋白,不同物种中的NLR数目范围约为50至1000个。最初认为NLR蛋白可以单独起作用,但最近的报道揭示了多种NLR蛋白其功能依赖于一个或多个NLR蛋白,它们可以成对或形成网络以启动效应子触发的免疫反应。成对的NLR蛋白在免疫诱导中一般表现出拮抗关系。通过基因复制产生的NLR基因的进化导致增加NLR蛋白的复杂性。然而,尽管自从鉴定出第一个NLR型R基因以来已经过去了25年,但阐明复制的NLR基因如何在进化过程中产生这种复杂性以协调植物的免疫力仍不清楚。 .通过与他人合作,我们解析了一对NLR蛋白RGA4和RGA5抵抗水稻稻瘟病菌抗病性。同时发现,小激蛋白OsRac1及其激活因子OsSPK1的直接下游靶标是NLR型R蛋白Pit1,同时诱导了对稻瘟病的抗病性。这些是理解NLR蛋白激活机制的重要里程碑式成果。在本研究中,我们发现一对R基因Pit1及其旁系同源Pit2通过祖先Pit基因串联复制,并鉴定了Pit1和Pit2之间的决定命运的残基。Pit1和Pit2具有拮抗作用:Pit1充当免疫执行者,Pit2抑制Pit1诱导的免疫。Pit2中的P300和F415的两个突变导致两个蛋白的功能差异,并消除了质膜的定位并赋予了新的功能,使Pit2可以捕获细胞质中的Pit1。本研究首次鉴定一对NLR蛋白的决定命运的残基并解释这些残基如何使NLR蛋白具有拮抗功能的研究。我们相信该研究加深了我们对NLR基因如何进化和协调植物免疫力的理解。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
In vivo monitoring of plant small GTPase activation using a Förster resonance energy transfer biosensor.
使用 Forster 共振能量转移生物传感器体内监测植物小 GTP 酶激活
  • DOI:
    10.1186/s13007-018-0325-4
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Plant methods
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Wong HL;Akamatsu A;Wang Q;Higuchi M;Matsuda T;Okuda J;Kosami KI;Inada N;Kawasaki T;Kaneko-Kawano T;Nagawa S;Tan L;Kawano Y;Shimamoto K
  • 通讯作者:
    Shimamoto K

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

イネ胚乳由来新規黄色色素 oryzamutaic acids の生合成メカニズムの解明
阐明源自水稻胚乳的新型黄色素 oryzamutaic Acids 的生物合成机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Araki;E.;Ashida;K.;Aoki;N.;Takahashi;M.;and Hamada;S.;Yoji Kawano;石橋諒,寺澤太志,佐々木里穂,川崎通夫,濱田茂樹;Atsuhiko Nagasawa;内形真,上田幸恵,下天摩舞,中野洋,坂元君年,橋本勝,濱田茂樹
  • 通讯作者:
    内形真,上田幸恵,下天摩舞,中野洋,坂元君年,橋本勝,濱田茂樹
プラスチド局在ナトリウム依存性ピルビン酸輸送体の同定とその後
质体定位的钠依赖性丙酮酸转运蛋白的鉴定和后续研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yoji Kawano;Ai Yao;Yusuke Housen;and Ko Shimamoto;古本強
  • 通讯作者:
    古本強
Host alternation by the mother of pearl moth, Patania ruralis (Lepidoptera: Crambidae)
珍珠蛾之母帕塔尼亚乡村(鳞翅目:螟科)的寄主交替
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Araki;E.;Ashida;K.;Aoki;N.;Takahashi;M.;and Hamada;S.;Yoji Kawano;石橋諒,寺澤太志,佐々木里穂,川崎通夫,濱田茂樹;Atsuhiko Nagasawa
  • 通讯作者:
    Atsuhiko Nagasawa
C4回路上の最後の未知因子、ピルビン酸輸送の分子実態の同定
丙酮酸转运分子物质的鉴定,这是 C4 循环中最后一个未知因素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yoji Kawano;Ai Yao;Yusuke Housen;and Ko Shimamoto;古本強
  • 通讯作者:
    古本強
Elucidation of mechanisms of small GTPase OsRac1 activation by R protein Pit-1 through OsSPK1
阐明 R 蛋白 Pit-1 通过 OsSPK1 激活小 GTPase OsRac1 的机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sakane;H.;Horii;Y.;Nogami;S.;Kawano;Y.;Kaneko-Kawano;T.;and Shirataki;H.;小幡善也,横山 綾,泉津弘佑,入江俊一,鈴木一実;Yoji Kawano
  • 通讯作者:
    Yoji Kawano

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

Yoji Kawano的其他基金

OsGAPC1-HDT701通过组蛋白乙酰化修饰调控植物免疫及胁迫应答的机制分析
  • 批准号:
    31772246
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码