《南方根結線蟲寄生致病新基因MiMsp40的功能研究》是依託中國農業大學，由簡恆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：南方根結線蟲寄生致病新基因MiMsp40的功能研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：簡恆
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
南方根結線蟲是重要的專性內寄生植物病原線蟲，可寄生二千多種植物，據估計，全世界因其危害造成的損失高達數百億美元，被稱作最具破壞性的植物病原物，目前仍缺乏安全有效防治措施，揭示線蟲寄生致病基因的功能是防治線蟲的重要基礎。本研究擬利用原位雜交、發育表達模式分析、免疫組織定位和植物細胞瞬時表達、酵母雙雜交、Gst pull down和BiFC、植物轉基因和基因晶片及RNAi等技術明確該線蟲新基因MiMsp40產物的表達部位及在不同蟲齡的表達量差異，獲得MiMsp40與擬南芥的互作蛋白，分析轉MiMsp40基因的擬南芥其形態、線蟲敏感性和基因表達變化，利用RNAi和擬南芥缺失突變體研究其功能，明確該新基因是否具有調控植物代謝或抑制其免疫反應、促進線蟲與植物建立寄生關係的功能；研究結果將為進一步闡明和完善根結線蟲致病分子機理提供重要數據，為尋找防治線蟲新靶標及制定防治新策略提供依據。
結題摘要
南方根結線蟲是專性內寄生植物病原線蟲，可寄生近2000種植物，據估計，全世界因根結線蟲危害造成的損失高達500億美元，被稱作最具破壞性的植物病原物，目前仍缺乏安全有效防治措施，揭示線蟲寄生致病分子機制是防治線蟲的重要基礎。本研究的主要研究內容包括：1、MiMsp40基因的遺傳進化和表達規律研究；2、MiMsp40基因與寄主植物的相互作用研究；3、利用RNAi和擬南芥互作基因突變體，研究MiMsp40基因的功能。經過幾年的研究，取得了明顯進展，利用原位雜交技術明確了MiMsp40基因在南方根結線蟲腹食道腺中表達、定量PCR分析表明其在寄生後的2齡幼蟲中表達量較高；植物體內RNAi干擾該基因後線蟲的致病能力明顯下降，而在擬南芥中超表達該基因後導致植物根變長且轉基因植物對線蟲更敏感，套用菸草瞬時表達系統和胼胝質沉積技術研究表明該蛋白可抑制寄主的PTI免疫反應；套用酵母雙雜交、免疫共沉澱和雙分子螢光互補技術發現並驗證MiMsp40蛋白與擬南芥的Hspro1和STZ蛋白存在互作並確定了互作關鍵區域，利用轉錄組學分析過表達MiMsp40擬南芥植株發現其在茉莉酸類（JAs）合成及信號傳導通路上的重要基因明顯下調，代謝組學分析發現轉基因植物中茉莉酸甲酯的含量明顯下降，而回補該激素後過表達植物對線蟲的敏感性下降。菸草表達系統顯示STZ負調控JA合成關鍵基因LOX3。綜合上述結果表明該基因具有抑制寄主植物免疫反應、通過與Hspro1和STZ蛋白互作、干擾植物茉莉酸合成從而促進寄生關係建立，結果為闡明根結線蟲調控植物的代謝過程和抑制植物免疫反應提供了重要數據，為尋找防治根結線蟲新靶標並制定防治新策略提供了新途徑。在項目執行期間，獲得了北京市農業推廣技術一等獎（第2名）和國家發明專利各1項、申請了發明專利1項，發表了SCI論文2篇，培養了博士後和博士研究生4名。承辦或協辦了第12、13屆全國植物線蟲學術討論會，並應邀在會上作大會報告，擴大了本研究的學術影響力。
