TMLIP2在Tm-22介导的Tobamovirus属病毒抗性中的作用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31300134
  • 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:
    C0107.病毒学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Tobamoviruses, including Tobacco mosaic virus (TMV) and Tomato mosaic virus (ToMV), cause serious disease and huge destruction in agriculture.The resitance gene Tm-22 confers durable resistance against both TMV and ToMV in Solanaceae species and became one essential target for crop-breeding in the control of Tobamovirus diseases. The recongnition of R-AVR and the subsequent elicition of immune reaction take central place in host-pathogen interaction. The Tm-22 protein and its correponding avirulent effector movement protein (MP) consist a type model for plant immunity research. Considering the broad application of Tm-22 in agricultre, dessecting the mechanism of Tm-22-MP interaction gains practical meanings and theoratial values as well. We screened yeast 2-hybrid library with MP and Tm-22 LRRs domain as a bait respectively, and found one protein which could interact with both MP and LRRs. This protein, named TMLIP2 (for Tm-22 LRRs interactin protein 2), was characterized as a J domain containg factor belonging to the C group of DnaJ family. TMLIP2 interated with MP and full length Tm-22 in yeast and could co-immunoprecipated with MP or Tm-22 in plants. Our preliminary data suggests that suppression of TMLIP2 with VIGS (virus induced gene silencing) method causes less infection foci and reduced cell-to-cell movement and systemic infection of TMV in Nicotiana benthamiana. While in Tm-22 transgenic plants, silencing of TMLIP2 led to compromised and even the loss of resistance against TMV. It was worth noting that TMLIP2 interacted with both the AVR effector MP and the R protein Tm-22 in vitro and in plant. The depletion of TMLIP2 in susceptible N. benthamiana reduced TMV infection and lagged TMV intercellular movement, while in Tm22 transgenic lines sequestered resistance against TMV. Those data suggested the role of TMLIP2 in Tm-22-MP interaction and plant immune responses. This project will investigate the role of TMLIP2 in Tm-22-MP system and explore the mechnism of TMLIP2 in regulating plant resistance, which will help unraveling mechanisms underlied in host-pathogen interaction and plant resistance responses.
烟草花叶病毒属病毒TMV、ToMV等对作物危害严重,介导TMV抗性Tm-22基因是培育抗病品种的重要位点。抗性蛋白(R)和无毒蛋白(AVR)之间识别和激发抗性反应在植物-病原互作中居于核心地位。Tm-22及其AVR TMV运动蛋白MP既可做为植物免疫研究的模式系统,研究成果又具有重要的实践价值。本课题分离得到了既与AVR蛋白MP互作,又与R蛋白Tm-22互作的蛋白TMLIP2。沉默TMLIP2既可以抑制本生烟草内TMV的侵染和运动;又可以导致Tm-22转基因本生烟草的TMV抗性严重抑制甚至丧失。因此TMLIP2在Tm-22植物上参与抗性反应,是植物抗病毒的重要因子;在易感本生烟草上,又可以作为病毒侵染和运动的必需因子,参与病毒侵染过程。研究TMLIP2在Tm-22-MP系统中的作用,分析TMLIP2在致病和抗性中的作用,可以深入了解植物-病原的互作机制,并为TMV抗性育种提供参考。

结项摘要

Tobamovirus属病毒如番茄花叶病毒(ToMV)和烟草花叶病毒(TMV)等是马铃薯、烟草、番茄等作物上的重要的病毒病害。CC-NBS-LRR类抗性蛋白(R蛋白) Tm-22蛋白能够识别ToMV/TMV的运动蛋白(MP),进而诱导植物产生抗病反应。通过酵母双杂交系统筛选到与Tm-22相互作用的Ⅰ型J蛋白TMLIP2/NbMIP1。同源性比较显示本生烟草内存在7个TMLIP2/NbMIP1的同源基因。根据基因序列分为5组,并分别命名为NbMIP1.1a、NbMIP1.1b、NbMIP1.2、NbMIP1.3、NbMIP1.4a、NbMIP1.4b和NbMIP1L1。为避免命名混乱,将筛选得到蛋白因子TMLIP2/NbMIP1命名为NbMIP1。.NbMIP1s既能与Tm-22相互作用,又能与ToMV MP相互作用。NbMIP1蛋白C-端的Zinc Finger、CTD结构域负责与MP、Tm-22相互作用。病毒诱导的基因沉默(VIGS)实验显示,NbMIP1s沉默不仅能导致Tm-22介导的抗性丧失,还能延缓Tobamovirus的细胞间运动和系统运动,显著抑制病毒的侵染,说明NbMIP1s对寄主抗病反应和病毒的侵染都具有重要作用。沉默NbMIP1s能够导致MP和Tm-22蛋白水平的显著降低,却不影响MP和Tm-22的转录和蛋白的亚细胞定位,说明NbMIP1s通过调节蛋白的稳定性发挥生物学功能。.NbMIP1s能够与SGT1相互作用,沉默NbSGT1也能够降低Tm-22蛋白水平,并导致Tm-22介导的抗病反应的丧失。沉默NbMIP1s还能导致N、Rx-1、Cf9、Pto等R蛋白介导的抗性和非寄主免疫反应的抑制。提示NbMIP1s作为辅助伴侣分子(co-chaperone)与SGT1共同参与植物免疫反应。.构建了NbMIP1 hairpin RNAi转基因本生烟草,与对照植物相比,NbMIP1s RNAi植物能够有效的抑制TMV细胞间运动以及系统运动。.综上所述,NbMIP1s能够与ToMV MP、Tm-22、SGT1蛋白相互作用, NbMIP1s沉默在易感植株内可以抑制Tobamovirus病毒侵染,在抗性植株内可以导致Tm-22介导的抗病反应的丧失。阐明了NbMIP1s是维持MP、Tm-22蛋白的稳定性的重要因子,在植物抗病反应和病毒侵染中发挥功能。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Chloroplast in Plant-Virus Interaction.
植物-病毒相互作用中的叶绿体
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2016.01565
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Frontiers in microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhao J;Zhang X;Hong Y;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y
CLCuMuB betaC1 Subverts Ubiquitination by Interacting with NbSKP1s to Enhance Geminivirus Infection in Nicotiana benthamiana.
CLCuMuB betaC1 通过与 NbSKP1 相互作用破坏泛素化,增强本塞姆氏烟草中的双生病毒感染。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    PLoS Pathogens
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Gorovits, Rena;Xie, Daoxin;Hong, Yiguo;Liu, Yule
  • 通讯作者:
    Liu, Yule
Virus-Based MicroRNA Silencing in Plants
植物中基于病毒的 MicroRNA 沉默
  • DOI:
    10.1104/pp.113.231100
  • 发表时间:
    2014-01-01
  • 期刊:
    PLANT PHYSIOLOGY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Sha, Aihua;Zhao, Jinping;Liu, Yule
  • 通讯作者:
    Liu, Yule
An efficient Potato virus X -based microRNA silencing in Nicotiana benthamiana.
本氏烟草中基于马铃薯病毒 X 的高效 microRNA 沉默。
  • DOI:
    10.1038/srep20573
  • 发表时间:
    2016-02-03
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhao J;Liu Q;Hu P;Jia Q;Liu N;Yin K;Cheng Y;Yan F;Chen J;Liu Y
  • 通讯作者:
    Liu Y

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其他文献

农杆菌介导轮状病毒抗原蛋白VP4基因遗传转化花生的研究
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生命科学研究,2006,10(2):57-61
  • 影响因子:
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  • 作者:
    赵晋平;徐平丽;孟静静;李新国
  • 通讯作者:
    李新国
产业结构转型与经济高质量发展的关联度测算
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 作者:
    李新国*;徐平丽;赵晋平;孟静
  • 通讯作者:
    孟静

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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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