《毛白楊轉錄因子PtWRKY01調控靶標基因表達的分子機制》是依託北京林業大學，由林善枝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：毛白楊轉錄因子PtWRKY01調控靶標基因表達的分子機制
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：林善枝
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
楊樹葉鏽病造成巨大經濟損失，已引起人們高度關注。本項目以前期研究證實與毛白楊抗鏽病密切相關轉錄因子PtWRKY01為目標，採用染色質免疫沉澱結合高通量測序(ChIP-seq)技術，獲得全基因組內與轉錄因子PtWRKY01互作的DNA序列，進而通過計算分析確定PtWRKY01所調控的靶標基因及其轉錄表達所涉及的信號通路。同時，對前期已獲得未轉基因、RNA干擾後以及過表達PtWRKY01毛白楊進行鏽病病原菌活體接種實驗，開展與抗病密切相關代謝物的測定，並對病程相關蛋白基因、抗病信號轉導分子基因以及PtWRKY01所調控靶標基因的轉錄表達進行檢測，從中探討PtWRKY01在毛白楊抗病免疫系統中的作用機理，進而從功能基因組學、轉錄組學、代謝組學以及信號通路等層面闡明毛白楊轉錄因子PtWRKY01調控靶標基因表達的分子機制，這可為PtWRKY01套用於改良某些有經濟價值的農作物與林木奠定重要基礎。
結題摘要
楊樹葉鏽病造成巨大經濟損失，而WRKY 轉錄因子廣泛參與植物對各種脅迫的應答反應，已引起人們高度關注。本項目以前期研究證實與毛白楊抗鏽病密切相關轉錄因子PtWRKY01為目標，開展病源相關信號分子（SA、MeJA、ABA）誘導、農桿菌脅迫和菸草花葉病毒侵染，採用qRT-PCR技術對毛白楊和轉PtWRKY01基因菸草中PtWRKY01和抗病相關蛋白基因的表達特性進行分析，結果發現，病原菌及病原相關信號分子均能誘導PtWRKY01基因表達，但抗病蛋白基因的表達水平和模式不盡相同；同時，對74個毛果楊抗病基因在毛白楊不同組織及不同生物逆境脅迫下的表達特性進行檢測後發現，27個抗病基因在毛白楊中呈現組成型表達，但它們表達水平存在差異。這說明PtWRKY01和病源相關蛋白基因的表達可能涉及到不同抗病信號分子介導的轉導通路。為了闡明PtWRKY01在毛白楊抗病免疫反應過程中分子作用機制，以毛白楊抗鏽病無性系L9為對照，以鏽病病原菌處理植株為試材，開展轉錄組測序研究，拼接後分別得到67,013和52,895條 unigenes, 通過功能注釋及分析獲得186個受病原菌處理而發生差異表達基因，主要涉及到病程相關蛋白和抗病蛋白及其相關受體蛋白和蛋白激酶，分析它們在鏽病病原菌處理不同時間中差異表達譜；並確定85個毛白楊WRKY家族成員。此外，採用染色質免疫沉澱結合ChIP-Seq技術，獲得與PtWRKY01互作的DNA序列，通過計算預測與PtWRKY01特異結合位點1198個(預測分值＞0.85)；結合鏽病病原菌處理的毛白楊轉錄組測序結果，確定PtWRKY01調控的靶基因154個，主要涉及轉錄調控相關的細胞抗病免疫反應過程。同時，對前期已獲得未轉基因、RNA干擾及過表達PtWRKY01毛白楊進行病原菌活體接種，並對病程相關蛋白基因、信號轉導分子基因以及PtWRKY01所調控靶基因的動態轉錄進行檢測，明確PtWRKY01的鏽病病原菌誘導轉錄對抗病基因表達及信號通路具有明顯調控效應。上述研究結果有助於揭示PtWRKY01在毛白楊抗病免疫系統中的作用機理，進而從功能基因組學、轉錄組學以及信號通路等層面闡明毛白楊轉錄因子PtWRKY01調控靶基因表達的分子機制，為PtWRKY01套用於改良某些有經濟價值的農作物與林木奠定重要基礎。
