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The RALF1-FERONIA Complex Phosphorylates eIF4E1 to Promote Protein Synthesis and Polar Root Hair Growth

Molecular Plant 2020年第5期13卷 698-716页

作者： Sirui Zhu Jose Manuel Estevez hongdong liao Yonghua Zhu Tao Yang Chiyu Li Yichuan Wang Lan Li Xuanming Liu Javier Martinez Pacheco Hongwei Guo Feng Yu State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and Chemometrics College of Biologyand Hunan Key Laboratory of Plant Functional Genomics and Developmental RegulationHunan UniversityChangsha 410082P.R.China Fundacion Instituto Leloir Buenos Aires C1405BWEArgentina and IIBBA-CONICETBuenos Aires C1405BWEArgentina Centro de Biotecnologfa Vegetal Facultad de Ciencias de la VidaUniversidad Andres BelloSantiago RM 8370146Chile National Engineering Laboratory for Rice and Byproduct Deep Processing Central South University of Forestry and TechnologyChangsha 410004P.R.China Institute of Plant and Food Science Department of BiologySouthern University of Science and TechnologyShenzhenGuangdong 518055P.R.China State Key Laboratory of Hybrid Rice Hunan Hybrid Rice Research CenterChangsha 410125P.R.China

The molecular links between extracellular signals and the regulation of localized protein synthesis in plant cells are poorly understood.Here,we show that in Arabidopsis thaliana,the extracellular peptide RALF1 and its receptor,the FERONIA receptor kinase,promote root hair(RH)tip growth by modulating protein synthesis.We found that RALF1 promotes FERONIA-mediated phosphorylation of elF4E1,a eukaryotic translation initiation factor that plays a crucial role in the control of mRNA translation rate.Phosphorylated elF4E1 increases mRNA affinity and modulates mRNA translation and,thus,protein synthesis.The mRNAs targeted by the RALF1-FERONIA-elF4E1 module include ROP2 and RSL4,which are important regulators of RH cell polarity and growth.RALF1 and FERONIA are expressed in a polar manner in RHs,which facilitate elF4E1 polar丨ocalization and thus may control local f?OP2 translation.Moreover,we demonstrated that high-level accumulation of RSL4 exerts negative-feedback regulation of RALF1 expression by directly binding the RALF1 gene promoter,determining the final RH size.Our study reveals that the link between RALF1-FERONIA signaling and protein synthesis constitutes a novel component regulating cell expansion in these polar growing cells.

关键词： elF4E1 FER polar cell growth RALF1 root hairs RSL4

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Nematode-Encoded RALF Peptide Mimics Facilitate Parasitism of Plants through the FERONIA Receptor Kinase

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Molecular Plant 2020年第10期13卷 1434-1454页

作者： Xin Zhang Huan Peng Sirui Zhu Junjie Xing Xin Li Zhaozhong Zhu Jingyuan Zheng Long Wang Bingqian Wang Jia Chen Zhenhua Ming Ke Yao Jinzhuo Jian Sheng Luan Devin Coleman-Derr hongdong liao Yousong Peng Deliang Peng Feng Yu State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and Chemometrics College of BiologyHunan Key Laboratory of Plant Functional Genomics and Developmental RegulationHunan UniversityChangsha 410082P.R.China State Key Laboratory of Plant Disease and Insect Pest Institute of Plant ProtectionChinese Academy of Agricultural SciencesBeijing 100193P.R.China State Key Laboratory of Hybrid Rice Hunan Hybrid Rice Research CenterChangsha 410125P.R.China Institute of Vegetable Research Hunan Academy of Agricultural SciencesChangsha 410125P.R.China State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-bioresources College of Life Science and TechnologyGuangxi UniversityNanning 530004P.R.China Department of Plant and Microbial Biology University of CaliforniaBerkeleyCA 94720USA

The molecular mechanism by which plants defend against plant root-knot nematodes(RKNs)is largely unknown.The plant receptor kinase FERONIA and its peptide ligands,rapid alkalinization factors(RALFs),regulate plant immune responses and cell expansion,which are two important factors for successful RKN parasitism.In this study,we found that mutation of FERONIA in Arabidopsis thaliana resulted in plants showing low susceptibility to the RKN Meloidogyne incognita.To identify the underlying mechanisms associated with this phenomenon,we identified 18 novel RALF-likes from multiple species of RKNs and showed that two RALF-likes(i.e.,MiRALF1 and MiRALF3)from M.incognita were expressed in the esophageal gland with high expression during the parasitic stages of nematode development.These nematode RALF-likes also possess the typical activities of plant RALFs and can directly bind to the extracellular domain of FERONIA to modulate specific steps of nematode parasitism-related immune responses and cell expansion.Genetically,both MiRALF1/3 and FERONIA are required for RKN parasitism in Arabidopsis and rice.Collectively,our study suggests that nematode-encoded RALFs facilitate parasitism via plant-encoded FERONIA and provides a novel paradigm for studying host-pathogen interactions.

关键词： RALF FERONIA root-knot nematodes Arabidopsis thaliana disulfide bonds

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Development and application of tumor-targeting magnetic nanoparticles FA-StNP@Fe_2O_3 for hyperthermia

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Chinese Science Bulletin 2009年第17期54卷 2998-3004页

作者： ZHENG YuanQing TONG ChunYi WANG Bei XIE Ying liao hongdong LI Dan LIU XuanMing State Key Laboratory of Chemo/Biosening and Chemometrics Hunan University Changsha 410082 China State Key Laboratory of Chemo Research Center of Biological Energy Sources and BiomaterialHunan University Changsha 410082 China State Key Laboratory of Chemo/Institute of Life Science and Biotechnology Hunan University Changsha 410082 China

Modified magnetic starch nanoparticles (FA-StNP@Fe2O3) were synthesized by conjugating folic acid (FA-PEG-NH2) onto the surface of magnetic starch nanoparticles (StNP@Fe2O3) prepared by reverse microemulsion method. The synthesized FA-StNP@Fe2O3 was investigated by transmission electron microscopy and zeta potential analysis. The average size of its well dispersed particles was 250 nm. The iron concentration of 2 mg/g was detected by phenanthroline method. Placing FA-StNP@Fe2O3 nanoparticles in the alternating magnetic field for 30 min resulted in an increase in the suspension temperature from ambient temperature (37℃) to a value between 42℃ and 43℃. Co-cultured nanoparticles and Hela cell line or normal HUEC-12 cell line, and the biological effects at the cellular level were investigated in the alternating magnetic field using MTT assay, Hochest-PI double staining and flow cytometry analysis. Experimental results showed that FA-StNP@Fe2O3 within acertain concentration range has no obvious effect on cell proliferation. When treated in the magnetic field, apoptosis rate on Hela induced by FA-StNP@Fe2O3 was 13.4%. Prussian blue staining analysis confirmed that the nanoparticles modified with folic acid had improved ability in tumor cell-targeting, and therefore, potential applications in biomedical and magnetocaloric areas. It is expected be applied in tumor targeting therapy in the near future.

关键词：应用铁纳米粒子 Hela细胞透射电子显微镜流式细胞仪分析热疗反相微乳液法交变磁场

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微生物效应蛋白在植物-微生物互作中作用的研究进展

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分子植物育种 2023年第8期21卷 2608-2617页

作者：李鑫文湘钰郑井元廖红东湖南大学生物学院长沙410000 湖南大学隆平分院长沙410125 湖南农业科学院蔬菜研究所长沙410125

微生物效应蛋白在植物与微生物的相互作用过程中发挥种间的信息交流功能,起到重要的桥梁作用。它通过抑制植物受体诱导的免疫、调控植物基因转录、酶激活或抑制等方式为微生物侵染植物提供便利。不同类型微生物效应蛋白发挥的功能不同,... 详细信息

微生物效应蛋白在植物与微生物的相互作用过程中发挥种间的信息交流功能,起到重要的桥梁作用。它通过抑制植物受体诱导的免疫、调控植物基因转录、酶激活或抑制等方式为微生物侵染植物提供便利。不同类型微生物效应蛋白发挥的功能不同,作用方式和分子机制也不尽相同,且研究状况存在一定的差异,本研究通过回顾近些年来微生物效应蛋白的研究结果,对其在细菌、真菌、卵菌等病原菌及有益共生菌侵染宿主过程中的作用和分子机制进行总结,为植物-微生物相互作用机制深入研究提供相关理论依据。

关键词：效应蛋白植物-微生物互作分子机制

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基于PCA分析食用酒精微量成分对醋酸发酵的影响

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食品与发酵工业 2019年第11期45卷 123-128页

作者：许奕晗龙春花于峰廖红东湖南大学生物学院

醋酸发酵中,原料食用酒精的选择会影响发酵速率的快慢和发酵结果的成败。因此,为醋酸发酵建立一套醋酸发酵类食用酒精检测标准迫在眉睫。该实验采用气相色谱-质谱联用结合主成分法测定、分析来源不同的食用酒精的微量成分的差异。结果表... 详细信息

醋酸发酵中,原料食用酒精的选择会影响发酵速率的快慢和发酵结果的成败。因此,为醋酸发酵建立一套醋酸发酵类食用酒精检测标准迫在眉睫。该实验采用气相色谱-质谱联用结合主成分法测定、分析来源不同的食用酒精的微量成分的差异。结果表明,8种不同来源的食用酒精对醋酸的生产存在明显差异,采用气相色谱-质谱联用仪在这8种食用酒精中共检测出24种微量成分。PCA和聚类分析显示食用酒精中的微量成分的差异影响醋酸发酵的速率。甲酸、甲酸乙酯、戊酸-1,2-烯丙基酯、亚硫酸己基辛酯、草酸、丁基-6-乙基-3-酯、乙酸、甘油等微量成分可能影响醋酸发酵。发酵实验证实含量为100μg/mL的甲酸和含量为500μg/mL甲酸乙酯能显著降低醋酸发酵的速率。该研究表明食用酒精的微量成分影响醋酸发酵,并为建立一套以部分微量成分为参考值的醋酸发酵类食用酒精检测标准提供参考。

关键词：醋酸发酵主成分分析气相色谱-质谱联用仪微量成分

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氟尿嘧啶-壳寡糖/硒纳米微球的制备及抑制肿瘤细胞生长活性

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高等学校化学学报 2014年第7期35卷 1603-1607页

作者：童春义唐凤霞刘斌廖红东刘选明湖南大学生物学院长沙410082

为研究抗肿瘤药物与辅药负载于同一药物载体的作用效果,首先以壳寡糖和广谱抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)为原料通过化学键合合成氟尿嘧啶-壳寡糖前体,然后以其为模板通过溶胶-凝胶法制备了同时负载氟尿嘧啶和硒纳米颗粒的壳寡糖微球.采... 详细信息

为研究抗肿瘤药物与辅药负载于同一药物载体的作用效果,首先以壳寡糖和广谱抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)为原料通过化学键合合成氟尿嘧啶-壳寡糖前体,然后以其为模板通过溶胶-凝胶法制备了同时负载氟尿嘧啶和硒纳米颗粒的壳寡糖微球.采用透射电子显微镜(TEM)、Zeta电位仪和红外光谱(IR)对制备的微球进行了表征,结果表明,微球粒径为433 nm,硒纳米颗粒包裹在微球内;对微球包裹药物进行检测发现,5-Fu装载率为(8.2±0.3)%,硒装载率为(7.96±0.34)%;体外缓释检测和细胞实验结果证实,微球能够缓慢释放2种药物,其缓释作用能很好地抑制肝癌细胞SMMC-7721的生长.

关键词：氟尿嘧啶硒纳米颗粒纳米微球抗肿瘤活性

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拟南芥PUB10和PUB11基因抵抗丁香假单胞杆菌番茄致病变种DC3000株的功能分析

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分子植物育种 2021年第6期19卷 1894-1901页

作者：余涛涛李驰宇于峰廖红东湖南大学生物学院长沙410082

丁香假单胞杆菌Pseudomonas syringae pv tomato(Pst)DC3000是研究植物免疫机制的常用病原菌。为分析拟南芥E3泛素连接酶PUB10、PUB11在免疫中的功能,本研究构建了pub10/pub11双突变体。在分析拟南芥PUB10、PUB11序列相似性和进化关系... 详细信息

丁香假单胞杆菌Pseudomonas syringae pv tomato(Pst)DC3000是研究植物免疫机制的常用病原菌。为分析拟南芥E3泛素连接酶PUB10、PUB11在免疫中的功能,本研究构建了pub10/pub11双突变体。在分析拟南芥PUB10、PUB11序列相似性和进化关系的基础上,比较了pub10/pub11双突变体和Col-0对Pst DC3000的敏感性、MAPK磷酸化水平、ROS产生的影响,并检测JA信号响应途径和免疫防御相关的部分代表性基因的表达量。结果表明PUB10、PUB11氨基酸序列高度保守,pub10/pub11双突变体对Pst DC3000的侵染更敏感,侵染后叶片病原菌数目明显增多,MAPK磷酸化水平迅速下降,ROS释放量降低,JA信号响应基因(LOX3,JR2)、免疫防御负调控基因(NIMIN1,WRKY38,WRKY62,RIN4)表达量上升显著高于Col-0,而免疫防御正调控基因(AZI1,EDS1,PAD4,EDS5,FMO1,NPR1)表达量显著低于Col-0。由此推断,AtPUB10、AtPUB11在防御Pst DC3000中起正调控作用,并且存在功能冗余。研究结果为进一步探索PUB10、PUB11调控植物防御的分子作用机制和分子育种提供了依据。

关键词：拟南芥 PUB10 PUB11 Pst DC3000 功能分析

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内生白色链霉菌OsiSh-10对拟南芥根系结构的影响

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基因组学与应用生物学 2018年第8期37卷 3503-3509页

作者：刘雨晴许奕涵刘选明朱咏华廖红东湖南大学生物学院

内生菌与宿主植物之间存在着复杂的相互作用。为了研究内生放线菌OsiSh-10对植物的影响,本研究构建了带荧光标记的OsiSh-10-GFP菌株,发现其主要定植于拟南芥的根部表皮细胞。将内生菌OsiSh-10与拟南芥进行共培养,发现该菌能抑制拟南芥... 详细信息

内生菌与宿主植物之间存在着复杂的相互作用。为了研究内生放线菌OsiSh-10对植物的影响,本研究构建了带荧光标记的OsiSh-10-GFP菌株,发现其主要定植于拟南芥的根部表皮细胞。将内生菌OsiSh-10与拟南芥进行共培养,发现该菌能抑制拟南芥初生根的生长并促进侧根形成。液质联用色谱分析结果显示,内生菌OsiSh-10能够分泌激动素。直接利用激动素处理与利用内生菌OsiSh-10处理的拟南芥根毛长度和密度有相似的表型,显示内生菌OsiSh-10可能通过产生激动素来影响拟南芥根系结构的形成,实验结果为研究内生放线菌与宿主植物的相互作用提供了一个新的思路。

关键词：内生菌白色链霉菌激动素根系统

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一株香茅草内生细菌Pantoea ananatis CcSh-1的分离、鉴定及产香条件优化研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2017年第6期44卷 112-118页

作者：刘选明张鑫徐婷李燕廖红东柳倩马江山施小伟袁珊珊朱咏华湖南大学生物学院湖南长沙410082

从成熟香茅草的鞘部,分离筛选出一株具有明显清新愉悦香味的内生细菌CcSh-1.通过形态学、生理生化和16SrRNA序列分析,鉴定该菌株为菠萝泛菌(Pantoea ananatis).采用顶空气相色谱质谱联用仪技术,检测出CcSh-1的挥发性组分包含以柠檬醛为... 详细信息

从成熟香茅草的鞘部,分离筛选出一株具有明显清新愉悦香味的内生细菌CcSh-1.通过形态学、生理生化和16SrRNA序列分析,鉴定该菌株为菠萝泛菌(Pantoea ananatis).采用顶空气相色谱质谱联用仪技术,检测出CcSh-1的挥发性组分包含以柠檬醛为主要成分的萜类化合物,与香茅草的产香成分相似.综合考察CcSh-1在液体培养条件下的产香效果和生长状况,初步确定CcSh-1的最适宜培养条件:以牛肉膏为碳源,蛋白胨为氮源,温度30℃,pH 7.0.同时,培养基中加入1%(w/v)香茅草粉末,能够促进CcSh-1产香,体现了内生菌与其宿主间存在相互作用.

关键词：内生细菌产香菠萝泛菌香茅草

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拟南芥GEF14不独立参与ROP10介导的ABA信号转导途径

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激光生物学报 2012年第4期21卷 316-321页

作者：黄帅刘选明葛光君秦盈向芬廖红东朱咏华湖南大学生物学院湖南长沙410082

通过PCR扩增技术,从DNA和mRNA水平上鉴定出拟南芥GEF14基因的T-DNA插入纯合突变体gef14-1。不同浓度ABA处理拟南芥野生型(Col-0)及gef14-1的7 d龄幼苗,采用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,Q-PCR)方法,分析小G蛋白ROP10的表达模式,结果表明gef14-1在不同浓度ABA处理下的ROP10的表达模式与Col-0中的一致;表型分析结果显示gef14-1与野生型并无明显区别。推测GEF14不参与ROP10介导的ABA信号转导途径或其调控与其他GEFs存在功能冗余。

关键词： GEF14 ROP10 突变体基因表达表型

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