《基於轉錄組和蛋白組解析不結球白菜抗霜霉病分子機制》是李英為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於轉錄組和蛋白組解析不結球白菜抗霜霉病分子機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李英
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物對病原引起病害的抗性是一個複雜的生物學過程，涉及轉錄、翻譯及翻譯後修飾等多個生物學過程。在不結球白菜抗霜霉病機理的研究上，項目組前期已利用cDNA-AFLP、2-DE等技術在轉錄水平和蛋白水平上取得了較大進展，但都局限於少數基因或蛋白之間的相互作用，無法解析不結球白菜抗霜霉病龐大的調控網路。本項目擬在此基礎上，採用相對和絕對定量同位素標記(iTRAQ)技術等分別對不結球白菜抗病和感病材料在接種霜霉病菌前後不同時間點的葉片進行蛋白組學以及磷酸化蛋白組學研究，並結合已獲得的轉錄組資料庫，系統地分析不結球白菜應答霜霉病菌脅迫調控網路，發掘關鍵基因，同時利用現代分子生物學方法，對關鍵基因進行功能驗證。該研究不僅有利於闡明不結球白菜抗霜霉病的分子機制，還有利於推動不結球白菜抗霜霉病分子育種進程，具有重要的科學意義和套用前景。
結題摘要
植物對病原引起病害的抗性是一個複雜的生物學過程，涉及轉錄、翻譯及翻譯後修飾等多個生物學過程。在不結球白菜抗霜霉病機理的研究上，項目組前期已利用cDNA-AFLP、2-DE等技術在轉錄水平和蛋白水平上取得了較大進展，但都局限於少數基因或蛋白之間的相互作用，無法解析不結球白菜抗霜霉病龐大的調控網路。本項目在此基礎上，採用相對和絕對定量同位素標記(iTRAQ)技術等分別對不結球白菜抗病和感病材料在接種霜霉病菌前後不同時間點的葉片進行蛋白組學以及磷酸化蛋白組學研究，並結合已獲得的轉錄組資料庫，系統地分析不結球白菜應答霜霉病菌脅迫調控網路，發現霜霉病原體入侵導致的MAPK磷酸化和鈣離子水平的上調分別使MAPK、CaMK信號轉導通路激活，從而引起不結球白菜產生防禦反應。霜霉病病原體通過細胞膜進入細胞中引起脅迫回響基因GRP7和DEK的反應，通過RNA剪下以及信號傳導激活防禦基因GRP8，引起下游的光合作用基因和GTP合成基因的回響，從而增強光合作用和能量合成。此外，霜霉病菌病原體還刺激了碳水化合物衍生物的代謝，使其產生更多谷胱甘肽和硫代葡糖苷，從而增強植株的抗性。同時，還通過基因組關聯分析獲得了不結球白菜抗霜霉病候選基因。建立了快速有效的轉基因技術體系，對關鍵基因進行了功能驗證。發現： BcOE23基因的過表達植株地上部變小，但是地下部分沒有差異； BcRCA基因在擬南芥中過表達植株地上部增大，根變長；說明這兩個基因在抗病網路中可能存在不同的機制。這些研究成果為深入解析不結球白菜抗病機制奠定了重要的理論基礎。在項目實施過程中，發表論文8篇；申請國家發明專利3件。獲得教育部高等學校科學研究優秀成果獎技術發明獎二等獎1項，培養博士研究生3名，碩士研究生2名。
