1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
自然界中,植物面临各种病原微生物的威胁,并通过基础防御反应和诱导防御反应来抵抗病原生物的攻击。病原菌模式分子引发的免疫反应(PAMP-triggered immunity, PTI)是植物先天免疫的第一关卡。植物通过对多种保守的病原菌(微生物)相关分子特征 (PAMPs或MAMPs)进行识别,激活相应的免疫反应。PAMPs/MAMPs的识别主要通过细胞膜上的模式识别受体(PRRs)来实现,常见的PRRs有FLS2、CERKs等[1]。在植物中,类受体激酶(RLKs)在外界环境刺激的感知和传导中起重要作用。RLK属于高等植物中一类数量庞大的蛋白质家族。例如,在拟南芥中,LRR-RLK FLS2识别细菌鞭毛蛋白的N-末端22-氨基酸表位(flg22),同时,高等植物中广泛存在对flg22的特异性识别 [1]。凝集素是一类广泛存在于动、植物及微生物中的一类蛋白质,它能够与糖结合形成糖蛋白[2]。植物凝集素类受体蛋白激酶(lectin recepter-like kinases)是由胞外的类凝集素结构域、单次的跨膜域和胞内的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶组成[3]。LecRLKs 胞外结构域的差异性决定了种类多样性,根据胞外结构域的类型,将 LecRLKs 分成G-型、C-型和L-型三大类。其中L-型凝集素受体蛋白激酶(legume-like lectin receptor kinases,LecRKs)普遍存在于高等植物中,参与植物的生长发育及对不同生物和非生物胁迫的响应[4]。
目前已经有多个凝集素类受体激酶被证实参与植物的抗病性。Chen等人发现水稻中的一种G型凝集素类受体激酶Pi-d2与水稻对稻瘟病病原菌的抗病性有关[9];Kanzaki等人发现在本氏烟(Nicotiana benhamiana)中,LecRKNbLRK1作为本氏烟蛋白复合物的一个组成部分识别致病疫霉 INF1激发子并介导INF1诱导的细胞死亡[5]。Bouwmeester等人发现拟南芥LecRK-I.9缺陷突变体在细胞壁相关防御和茉莉酮酸信号传导中受损,并且表现出对丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)和卵菌病原体芸苔疫霉(Phytophthora brassicae)和辣椒疫霉(Phytophthora capsici)的易感性增加[7][8]。并且,研究发现过表达LecRK-I.9增强了对这3种病原体的抗性。因此,LecRKs可作为一类新的细胞免疫受体与细胞内抗病基因综合利用提高作物普遍和持久的抗病性[6]。
大豆疫霉(phytophthora sojae)引起的大豆疫霉根腐病是大豆上的毁灭性病害,所造成的损失极为严重。该病害广泛分布于10多个大豆主产国家,是我国对外检疫性一类有害生物,每年使全球大豆业损失约10亿美元。研究大豆与大豆疫霉互作机制,深入了解大豆免疫反应过程,可以为筛选大豆抗病品种提供理论基础,缓解由病害引起的大豆减产问题。
2. 研究的基本内容和问题
1、研究目标:初步确定大豆感病因子GmLecRK18在大豆与疫霉菌互作过程中的功能。
2、研究内容:
3. 研究的方法与方案
1、研究方法:
(1)大豆毛状根转化及大豆疫霉接种
(2)植物蛋白提取及Co-IP
4. 研究创新点
1、选题具有系统性。该课题在实验室前期研究的基础上展开,具有良好的研究基础。
2、选题具有创新性。该课题从感病因子入手,采用高通量鉴定互作蛋白的方法解析该基因基因在大豆和疫霉菌互作中的分子机制。
5. 研究计划与进展
2018年11月-2018年12月
(1)准备实验材料,进行酵母诱饵蛋白自身激活报道基因的活性检测
(2)进行大豆根毛转化
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