稻瘟病菌MoArk1结合蛋白MoAbp1的功能分析开题报告

 2023-02-10 04:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

水稻(Oryzasativa)是最重要的粮食作物之一,在全球粮食生产和消费中占有极其重要的地位[1]。稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻生产上危害最为严重的真菌病害,对世界粮食生产造成巨大损失[2]。我国稻瘟病危害也十分严重,自20世纪90年代以来,年发病面积都在380万hm2以上,每年损失产量达数亿kg[3]。因此,对稻瘟病菌的致病机制的研究在防治稻瘟病菌的过程起着举足轻重的作用。目前,人们广泛地选育抗病品种防治稻瘟病,但由于该病原菌的致病性易变,新的致病小种的产生容易导致新选育的抗病品种失去利用价值,导致稻瘟病菌的防治始终是水稻生产上的一个重要难题[4]。稻瘟病菌成功侵染寄主包括分生孢子萌发、附着胞形成、侵染钉分化和侵染性菌丝扩展等一系列错综复杂的过程,其中每一环节都是由特定基因控制的[5]。因此,控制该病害的重要前提是了解其生长发育及致病分子调控机制。目前对稻瘟病菌致病性的分子遗传学在世界范围内的大量研究,已经为深入揭示其致病的分子机理提供了有效帮助,并将为稻瘟病的有效防治提供新的思路和手段。

细胞中大部分器官都是由封闭的膜结构构成的,不同系统各个部分之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行,尤其是在细胞外泌和内吞途径中。如从内质网到高尔基体;高尔基体到溶酶体;细胞分泌物的外排;都要通过过渡性小泡进行转运[6,7]。在植物病原真菌玉米瘤黑粉菌中,通过与酵母基因组的比对,早期研究发现大量参与胞吞作用调控的蛋白存在[8]。酵母中的胞吞作用是一个错综复杂的过程,包含了大量蛋白之间的互作过程及可逆的磷酸化作用[9]。蛋白激酶家族中的Arklp和Prklp调控了内吞点的解体过程。虽然他们具体的调控机制并不清楚,但是这两个激酶蛋白确实依赖于Abplp而发挥作用,复合体End3p-PanlSlalp的解聚也是由该激酶家族调控[10]。丝状真菌是否存在胞吞作用一直存有争议[11],但是基因组序列分析表明丝状真菌含有很多胞吞作用相关基因。近期我们研究发现蛋白激酶MoArk1在稻瘟病菌中参与生长、产胞、致病性及胞吞过程[12]。同时还发现MoArk1蛋白主要通过调控与actin结合的蛋白来行使一些功能。

为深入了解MoARK1在稻瘟病菌中生长发育及致病过程中的调控机制,本课题采用Pulldown技术鉴定了其结合蛋白,其中的MoAbp1(Actin-bindingprotein)是一个actin结合蛋白,在酵母中,Actin-bindingprotein对于actin的延伸及细胞骨架的组装及稳定具有重要作用。本课题拟采用同源重组的方法对稻瘟病菌中的MoABP1进行敲除并分析突变体的表型,初步阐明其在稻瘟病菌中的功能。

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2. 研究的基本内容和问题

1、验证MoAbp1是MoArk1的结合蛋白。

2、阐明MoAbp1的生物学功能,初步揭示MoAbp1在稻瘟病菌生长发育及治病过程中的作用

研究内容:

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3. 研究的方法与方案

研究方法:

1.通过酵母双杂交和双分子荧光互补技术验证MoAbp1是MoArk1的结合蛋白。

2.采用同源重组技术敲除MoABP1;

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4. 研究创新点

首次在稻瘟病菌中鉴定MoArk1的结合蛋白,并对结合蛋白进行生物学功能分析

5. 研究计划与进展

本实验于2014年9月1日全面进行,计划采用同源重组的方法对稻瘟病菌中的MoABP1进行敲除并分析突变体的表型,初步阐明其在稻瘟病菌中的功能。预期在9月中旬获得MoABP1敲除载体,经过多次原生质体转化于10月中旬获得MoABP1的敲除突变体,11月份研究分析所获MoABP1敲除突变体的表型,并分析MoABP1在稻瘟病菌生长发育及致病过程中的作用。

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