《水稻水通道PIP蛋白識別與傳導黃單胞菌Hpa1蛋白信號的機制》是董漢松為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻水通道PIP蛋白識別與傳導黃單胞菌Hpa1蛋白信號的機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董漢松
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
最近有研究發現，植物水通道蛋白PIP不僅擔負細胞間或細胞內外水分子輸導的基本功能，還參與植物-微生物互作與植物防衛反應，這種雙重功能的調控機製備受關注。我們研究表明，水稻PIP1;2和擬南芥PIP1;4可以與水稻黃單胞III型泌出蛋白Hpa1互作，Hpa1定位於植物細胞的質外體，誘導過氧化氫在質外體產生及向原生質轉運，進而影響植物防衛反應與對病原細菌的抗性。根據植物水通道蛋白拓撲結構與病原細菌III型分泌系統工作模型，本課題擬鑑定水稻PIP1;2與Hpa1互作的功能域，試驗闡明互作的特徵與分子基礎；揭示PIP1;2-Hpa1互作對過氧化氫信號從植物細胞的質外體向原生質轉運的調控作用及對植物防衛反應的影響；試驗探究PIP1;2-Hpa1互作對水稻黃單胞菌III型效應蛋白從細菌細胞向植物細胞轉運的調控作用。研究結果將深入闡釋植物-病原物互作調控機制，為水通道蛋白功能調控提供新的見解。
結題摘要
本課題擬鑑定水稻細胞外膜上的水通道蛋白質 PIP 與白葉枯病菌III型轉位子蛋白質 Hpa1 互作的功能域，試驗闡明互作的特徵與分子基礎；揭示 PIP-Hpa1 互作對過氧化氫信號從植物細胞的質外體向原生質轉運的調控作用及對植物防衛反應的影響；試驗探究 PIP-Hpa1 互作對水稻黃單胞菌 III 型效應蛋白從細菌細胞向植物細胞轉運的調控作用。研究結果將深入闡釋植物-病原物互作調控機制，為水通道蛋白功能調控提供新的見解。 包括水稻白葉枯病菌在內的革蘭氏陰性細菌藉助III型分泌系統向真核寄主胞內注射毒性或無毒效應蛋白，但穿透寄主細胞膜的轉運過程還需要轉位子（translocon）的協助。轉位子通常由疏水性與親水性轉位子蛋白（translocators）組成，在寄主細胞膜上還存在能夠識別轉位子的受體分子，受體分子的性質及其在效應蛋白轉運過程中的作用尚無研究。本項目發現，水稻白葉枯病菌III型轉位子蛋白Hpa1與水稻水通道蛋白OsPIP1;3之間存在特異性互作，調控類轉錄激活子效應蛋白PthXo1與AvrXa10從病菌細胞向水稻細胞內轉運。而進一步的研究發現，OsPIP1;3不影響Hpa1Xoo激活的PTI與SAR信號通路。上述研究結果深入解析了Hpa1-OsPIP1;3互作調控水稻與白葉枯病菌抗感性互作的機理。 過氧化氫的產生是植物成功識別病原物相關分子模式(PAMP) 與病原物的標誌，而病原物或PAMPs誘導產生的過氧化氫的通常在植物細胞胞外(外質體)積累，然後通過細胞外膜上的特殊通道進入細胞質，參與胞內免疫信號通路從而調控抗病性，如 SAR和 PTI。前人研究表明，植物細胞膜通道可能包括水通道蛋白質的作用。本項目在擬南芥上進行研究發現，一種細胞膜嵌入蛋白質AtPIP1;4具有介導過氧化氫的從細胞外向細胞質轉運的作用。AtPIP1;4的這一功能，在植物細胞外質體內誘導產生的過氧化氫的與其對免疫反應的調控作用之間，建立了前後關聯的功能關係。
