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水稻细菌性条斑病菌三型效应蛋白avrbs2致病机理研究

水稻细菌性条斑病菌三型效应蛋白AvrBs2致病机理研究

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中国植物病理学会2019年学术年会

作者：徐嘉擎王善之李帅孙文献中国农业大学植物保护学院农业部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室

稻生黄单胞菌条斑致病变种（Xanthomonas oryzae ***,Xoc）引起的细菌性条斑病是水稻上最重要的细菌病害之一,简称细条病菌。然而,对于该病菌如何克服水稻免疫系统成功侵染水稻的致病机制知之甚少。解析细条病菌关键致病效应蛋白的毒性... 详细信息

稻生黄单胞菌条斑致病变种（Xanthomonas oryzae ***,Xoc）引起的细菌性条斑病是水稻上最重要的细菌病害之一,简称细条病菌。然而,对于该病菌如何克服水稻免疫系统成功侵染水稻的致病机制知之甚少。解析细条病菌关键致病效应蛋白的毒性机理将有助于揭示该病菌的致病机制。前期研究表明,水稻细菌性条斑病菌Xoc菌株RS105的23个non-TAL效应蛋白基因单敲除体接菌水稻后,仅有avrbs2突变体的致病能力显著降低,其余单敲除体致病力均未减弱,表明avrbs2是Xoc侵染水稻过程中的重要毒力因子。在异源表达avrbs2的转基因水稻中研究发现,avrbs2抑制由flg22和几丁质等病原相关分子模式（PAMPs）诱导的活性氧暴发和PR基因上调表达,并且促进Xoc对水稻的致病能力,表明avrbs2进入植物细胞后抑制了植物的免疫反应,在致病性中起关键作用。本研究对avrbs2截断体、酶活点突变回补菌株致病力分析发现,截断体回补菌株发病病斑长度较野生型菌株（RS105）显著降低,在8个点突变回补菌株中,仅有△avrbs2 （avrbs2-E304A,D306A、avrbs2-H319A）的病斑长度较野生型菌株（RS105）相比显著降低,其余点突变回补菌株致病性与野生型菌株（RS105）相似。实验结果表明,N端、C端和GDE上的两个酶活位点对avrbs2发挥毒性均有重要作用。此外,体外分泌实验发现,Aavrbs2（avrbs2-E304A,D306A、avrbs2-H319A）菌株均可分泌相应avrbs2突变体蛋白。在此研究基础上,将进一步探寻avrbs2在植物细胞中的毒力机制,研究结果将加深对细条病菌致病分子机制的理解。

关键词：稻生黄单胞菌条斑致病变种三型效应蛋白 avrbs2 水稻

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细菌性条斑病菌效应蛋白avrbs2抑制水稻免疫的分子机制研究

细菌性条斑病菌效应蛋白AvrBs2抑制水稻免疫的分子机制研究

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中国植物病理学会2023年学术年会

作者：田猛王善之朱立松汪激扬崔福浩孙文献中国农业大学植物保护学院

稻生黄单胞杆菌稻细条斑致病变种引起的细菌性条斑病是危害水稻的重要病害之一。效应蛋白avrbs2在黄单胞属细菌中高度保守,是核心毒力因子之一,然而几十年来其致病机制尚不清楚。在对细菌性条斑病的致病机理研究中,我们发现avrbs2在植... 详细信息

稻生黄单胞杆菌稻细条斑致病变种引起的细菌性条斑病是危害水稻的重要病害之一。效应蛋白avrbs2在黄单胞属细菌中高度保守,是核心毒力因子之一,然而几十年来其致病机制尚不清楚。在对细菌性条斑病的致病机理研究中,我们发现avrbs2在植物细胞内合成一种新型的小分子化合物。该化合物能够抑制水稻基础免疫反应,促进病原菌致病。在此基础上,我们将进一步研究该化合物抑制水稻免疫的分子机制。首先,我们利用药物亲和反应的靶点稳定性分析(Drug Affinity Responsive Target Stability,DARTS)、小分子-蛋白质互作-质谱分析(Small Molecular-Pull Down-Mass Spectrometry,SM-PD-MS)和EMS诱变-BSA基因定位等不同技术鉴定该化合物在寄主中的靶标;尝试培养化合物和靶标蛋白的复合物晶体,利用X-射线衍射技术解析复合物的晶体结构,确定靶标和化合物互作位点。其次,利用酵母双杂交(Y2H)、免疫共沉淀(Co-IP)、pull-down、双分子荧光互补(BiFC)、MST等技术分析化合物是否影响靶标与上下游蛋白的互作;通过GFP亚细胞定位实验分析化合物对靶标在细胞中的定位的影响;检测化合物对靶标蛋白稳定性的影响,从而解析化合物作用于靶标的分子机制。最后,通过CRISPR基因编辑技术改造靶标基因,以构建抗细菌性条斑病水稻。这些研究将揭示细菌性条斑病菌致病的机制,为水稻细菌性条斑病防控提供新方法。

关键词：细菌性条斑病效应蛋白 avrbs2 化合物靶标

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黄单胞碱抑制水稻免疫的分子机制研究

黄单胞碱抑制水稻免疫的分子机制研究

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中国植物病理学会2024年学术年会

作者：田猛王善之朱立松汪激扬崔福浩孙文献中国农业大学植物保护学院农业农村部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室吉林农业大学植物保护学院吉林省作物病虫害绿色防控重点实验室

稻生黄单胞杆菌稻细条斑致病变种引起的细菌性条斑病是危害水稻的重要病害之一。在对细菌性条斑病的致病机理研究中,笔者发现一种新型的环状糖磷酸二酯化合物,命名为"黄单胞碱"。该化合物能够抑制水稻基础免疫反应,促进病原菌致病。在... 详细信息

稻生黄单胞杆菌稻细条斑致病变种引起的细菌性条斑病是危害水稻的重要病害之一。在对细菌性条斑病的致病机理研究中,笔者发现一种新型的环状糖磷酸二酯化合物,命名为"黄单胞碱"。该化合物能够抑制水稻基础免疫反应,促进病原菌致病。在此基础上,笔者将进一步研究该黄单胞碱抑制水稻免疫的分子机制。首先,笔者利用SPR、HPLC、MALDI-TOF-MS技术对黄单胞碱在水稻细胞中的总蛋白进行捕获分析,获得具有较强且直接结合的候选靶标蛋白54个,根据蛋白功能和分类,确定了3个参与免疫系统,能量代谢过程的靶标蛋白;其次,利用X-射线衍射晶体结构解析3个候选靶标蛋白与黄单胞碱结合位点,分析黄单胞碱对靶标的功能影响;最后,构建靶标基因的过量表达、基因敲除和定点编辑转基因水稻,筛选抗性育种靶点。这些研究将揭示细菌性条斑病菌致病的机制,为水稻细菌性条斑病防控提供新方法。

关键词：细菌性条斑病效应蛋白 avrbs2 黄单胞碱靶标 SPR技术

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一种作物广谱抗病种质创制的新策略

一种作物广谱抗病种质创制的新策略

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中国植物病理学会2024年学术年会

作者：田猛朱立松王善之汪激扬崔福浩孙文献中国农业大学植物保护学院农业农村部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室吉林农业大学植物保护学院吉林省作物病虫害绿色防控重点实验室

黄单胞属细菌是一类重要的植物病原物,寄主范围广泛,危害多种重要农作物,造成严重经济损失,亟须找到有效的防控措施。效应蛋白avrbs2在黄单胞属细菌中高度保守,是核心毒力因子之一,然而几十年来其致病机制尚不清楚。在对细菌性条斑病的... 详细信息

黄单胞属细菌是一类重要的植物病原物,寄主范围广泛,危害多种重要农作物,造成严重经济损失,亟须找到有效的防控措施。效应蛋白avrbs2在黄单胞属细菌中高度保守,是核心毒力因子之一,然而几十年来其致病机制尚不清楚。在对细菌性条斑病的致病机理研究中,笔者发现avrbs2是一个糖磷酸二酯合成酶,在植物细胞内合成一种新型的环状糖磷酸二酯,命名为"黄单胞碱"。并且试验证明黄单胞碱能够抑制水稻基础免疫反应,促进Xoc致病。另外,笔者鉴定到一个新的水解酶XanP能够分解黄单胞碱,从而削弱黄单胞碱对作物的免疫抑制,由此,笔者提出了一种新的条斑病抗性育种思路,即通过削弱黄单胞碱的毒性,增强作物对黄单胞菌的抗性,称为"抗黄单胞碱策略"。另外,根据这一思路创制异源表达xanP的水稻、番茄、柑橘转基因作物,鉴定其对黄单胞菌病原物的抗性,检测番茄、柑橘和水稻转基因材料的基础免疫水平以及农艺性状,从而培育抗黄单胞菌的广谱抗病材料,为黄单胞菌病害防控提供新方法。

关键词：细菌性条斑病效应蛋白 avrbs2 黄单胞碱广谱抗性

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黄单胞碱吸收代谢基因簇调控机制研究

黄单胞碱吸收代谢基因簇调控机制研究

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中国植物病理学会2024年学术年会

黄单胞菌属病原菌寄主广泛,危害严重。解析黄单胞菌保守的致病机制是制定绿色防控策略的重要基础。实验室前期初步结果显示,黄单胞菌核心效应蛋白avrbs2在植物中催化合成新型化合物黄单胞碱,且avrbs2与邻近3个基因XanR-XanT-XanP在不同... 详细信息

黄单胞菌属病原菌寄主广泛,危害严重。解析黄单胞菌保守的致病机制是制定绿色防控策略的重要基础。实验室前期初步结果显示,黄单胞菌核心效应蛋白avrbs2在植物中催化合成新型化合物黄单胞碱,且avrbs2与邻近3个基因XanR-XanT-XanP在不同黄单胞菌的基因组中都高度保守,研究发现果糖诱导XanT-XanP基因簇表达,在其编码产物XanT蛋白和XanP蛋白协同吸收利用黄单胞碱。分析发现xanR可能是糖结合转录调控因子,接下来研究xanR突变体和过表达菌株致病力以及XanT-XanP基因表达水平;转录调控因子xanR和靶标启动子的结合分析,鉴定DNA上的结合区域;xanR转录活性实验,验证转录因子对下游靶基因的调控作用;最后,揭示黄单胞碱吸收代谢基因簇调控机制研究,为黄单胞菌属的抗病分子育种与绿色防控策略提供理论基础。

关键词：细菌性条斑病效应蛋白 avrbs2 基因簇调控机制

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