中国农科院揭示植物RNA病毒利用UPR-细胞自噬促进病毒侵染的新机制

正近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队通过研究发现芜菁花叶病毒(TuMV)能够激活非折叠蛋白响应途径(UPR)介导的细胞自噬,并招募UPR-细胞自噬-液泡膜相关因子促进病毒的复制和侵染,相关研究成果发表在《新植物学家(New Phytologist)》上。马铃薯Y病毒科病毒是世界种类最多、危害最为严重的植物RNA病毒     

李发强教授研究团队首次揭示植物细胞自噬新途径

<正>日前,《The Plant Cell》在线发表了华南农业大学生命科学学院李发强教授研究团队的研究论文,首次揭示了一种新的不依赖于ATG1蛋白激酶复合体的植物细胞自噬途径。在此之前,ATG1蛋白激酶复合体一直被认为是激活植物细胞自噬途径必不可少的组分。植物细胞自噬是一种通过脂膜包裹自身细胞质蛋白或细胞器,并将其运     

科技与产品

正南京农大与加农业与农业食品部合作在植物细胞自噬研究取得新进展细胞自噬(autophagy)一词来自希腊单词auto-,意思是"自己的",以及phagein,意思是"吃"。所以,细胞自噬的意思就是"吃掉自己"。细胞自噬是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程,该过程中一些损坏     

植物病原体中自噬作用的研究进展

自噬是真核生物细胞中大分子物质降解过程。研究表明自噬在病原体侵染中起重要作用,自噬缺失导致病原体形态异常,包括分生孢子形成和发育,有性繁殖及附孢形成和膨压产生等,同时侵染力降低,且不同病原体自噬类型不同。本研究归纳了自噬在稻瘟病菌、炭疽病菌、禾谷镰孢菌等植物病原体中的作用,分析了自噬缺失与侵染缺陷之间的关系,推测自噬的缺失导致了营养循环失衡,影响病菌的生理,进而导致侵染异常。今后的研究可侧重于病原体自噬的分子机制、线粒体自噬以及自噬在病原体与宿主互作中的作用。     

中国农科院植保所揭示细胞核自噬介导的病毒蛋白降解机制

<正>近日,中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队在《New Phytologist》在线发表研究论文,该论文发现了植物中的一种新型细胞核自噬能够降解病毒蛋白进而抑制病毒的复制和侵染的机制。细胞自噬是细胞质中进化保守的降解途径,已成为对抗入侵病原物的重     

类猪圆环病毒 P1诱导 PK15细胞自噬的研究

旨在探讨类猪圆环病毒P1感染对PK15细胞自噬的影响。将同一批PK15细胞分成对照组和感染组，感染组在类猪圆环病毒P1感染PK15细胞后14，24，48 h分别收集细胞，对照组也在同样时间收获，用透射电镜观察自噬现象的发生。结果表明，与对照组相比，感染组PK15细胞内出现典型自噬形态学变化。揭示类猪圆环病毒P1能诱导PK15细胞发生自噬，但细胞发生自噬的相关信号传导通路还有待进一步研究。     

宁波大学植物病毒学研究所揭示植物RNA病毒通过生长素信号途径感染植物的新机制

正近日,宁波大学植物病毒学研究所陈剑平院士和孙宗涛研究员在《PNAS》发表了研究论文,揭示了植物RNA病毒通过调控植物生长素响应因子(ARF)的转录激活能力来感染植物的新机制。ARF是生长素信号转导中一类重要的转录调节因子,尽管ARF转录因子在植物生长发育中的作用已被广泛研究,但ARF转录因子是否以及如何     

植物应对病毒的免疫响应

植物为应对外界病原体的侵扰,在进化过程中形成了一套多层次的免疫系统。对于植物应对真菌、细菌的免疫过程,前期建立了基于寄主与病原分子间相互作用的Z免疫模型。其中第一层次是由病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫响应(PTI);另一层次是由效应子(Effector)激发的免疫响应(ETI)。植物在应对病毒的免疫响应中,第一层次是主动清除降解细胞内的病毒核酸,即通过一种高度保守的、序列特异的RNA沉默防御机制来实现;病毒攻克RNA沉默机制后,与应对真菌、细菌的免疫过程相似,植物进而启动基于R基因的免疫响应。另外,植物在免疫过程中还会通过激活一系列信号途径,使植物产生过敏反应或产生系统性抗性,从而抵抗病原体的进一步浸染。本文通过免疫系统分子模型,就近年来有关植物响应病毒的分子调控机制进行了综述。     

过表达细胞自噬基因ATG8f对植物响应镉胁迫的影响

自噬是广泛存在于真核细胞中对损伤的细胞器和长寿命蛋白进行降解的一条途径。随着近几年工业发展的快速兴起,重金属引发的环境污染和生物健康问题引起了人们的关注。细胞自噬响应逆境胁迫,但是过表达自噬基因对耐受重金属胁迫的影响及作用机理还不清楚。本实验用不同浓度的镉处理野生型Col和ATG8f过表达拟南芥,分析其根长及叶绿素含量差异,从而了解细胞自噬和重金属镉胁迫之间的关系。结果表明:过表达ATG8f基因增加了植物对镉胁迫的敏感性。     

植物抗病毒侵染的分子机制

植物病毒病是一类严重危害农作物生产的重要病害。已报道的植物抗病毒基因主要在抑制病毒增殖和阻止病毒扩散中起作用。病毒的复制涉及自身的编码蛋白及其与寄主蛋白间的互作, 参与病毒复制的寄主蛋白很多, 如真核翻译起始因子eIF4E和eIF4G, 植物的内膜系统等, 相关蛋白的功能丧失或构型改变可阻滞病毒的复制;此外, 植物细胞内的硫氧还蛋白可调节细胞的氧化还原状态, 进而阻断病毒的增殖。病毒在植物体内的扩散包括胞间移动和长距离迁移, 植物抗病蛋白(R蛋白)通过识别病毒的无毒因子(Avr)促发防御反应, 诱导过敏性坏死, 限制病毒在细胞间的扩散, 编码这类抗病蛋白的基因主要为TIR-NBS-LRR和CC-NBS-LRR。病毒的长距离迁移涉及的因素很多, 目前仅发现韧皮部的RTM蛋白可能以多聚蛋白的形式抵制病毒的长距离移动。另外, RNA沉默也是植物抵制病毒侵染的免疫反应机制。本文旨在综述植物的各种抗病毒机制和相关的抗病基因, 并探讨分子标记辅助选择(marker-assisted selection, MAS), 定向诱导基因组局部突变(targeting induced local lesions in genomes, TILLING)和转基因等生物技术在抗病改良中的应用前景。     

草地贪夜蛾Sf9细胞对饥饿诱导自噬的响应

为研究草地贪夜蛾对饥饿诱导自噬的响应。从草地贪夜蛾EST数据库中筛选到一段核苷酸序列,设计特异性引物,RT-PCR技术从草地贪夜蛾Sf9细胞中扩增该核苷酸序列,经过生物信息学分析该序列与昆虫自噬相关基因ATG8同源性最高,命名为SfATG8基因,并构建了pIEX-4-mCherry-EGFP-SfATG8载体转染Sf9细胞。Sf9细胞经饥饿(PBS)诱导4 h后,Lyso-Tracker染色、Western Blotting、共聚焦显微镜检测细胞对自噬的响应程度。结果表明,经饥饿(PBS)诱导4 h的Sf9细胞中出现Sf Atg8-PE的表达,共聚焦显微镜检测到Sf9细胞膜上的自噬小体。以上证据证实饥饿(PBS)能诱导Sf9细胞发生自噬,为深入研究Sf9细胞对自噬的响应奠定了基础。     

高度特异性小麦ATG8抗体的研制及其在细胞自噬检测中的应用

细胞自噬是一种进化上高度保守的溶酶体/液泡降解途径,对机体适应各种生物或非生物胁迫,以及维持自身正常生长发育具有重要的意义。自噬相关蛋白8 (autophagy-related protein 8, ATG8)是检测自噬的金标准。目前由于缺乏特异性好的小麦ATG8抗体,导致小麦细胞自噬研究进展缓慢。本研究通过人工合成小麦ATG8蛋白序列上的一段18个氨基酸的多肽作为抗原去免疫兔子,成功获得了高度特异性的小麦ATG8多克隆抗体。该抗体不仅能够识别小麦根、叶及种子中的ATG8蛋白条带,而且可以在根、叶中检测到细胞自噬结构,并首次在小麦籽粒中实现了细胞自噬结构的检测。本研究研制的小麦ATG8抗体,除了能够检测到小麦中常见的ATG8a-h等8种典型类型外,还能检测到一种非典型的新的ATG8蛋白,为深入开展植物细胞自噬调控机制研究以及优异新基因挖掘提供了最佳方法学基础。     

植物病毒

植物病毒是指感染于植物而繁殖的病毒,不仅存在于高等植物,也有寄生在菌类和藻类中。植物病毒是导致粮食、油料、蔬菜、果树、花卉产量下降和品质变劣的重要原因,在农业生产中病毒病是仅次于真菌的第二大类植物病害,由于防治困难,素有“植物癌症”之称。全世界每年因植物病毒导致的农作物损失达200亿美元。自1892年     

植物病毒病防治策略

植物病毒是导致粮食、油料、蔬菜、果树、花卉等作物产量下降和品质变劣的重要原因,全世界每年因植物病毒导致的农作物损失在200亿美元左右。自1892年发现第1个植物病毒——烟草花叶病毒以来,目前全世界发现的植物病毒种类已超过900种,而我国只报道了100多种。植物病毒可以导致     

华南植物国水稻自噬基因研究取得新进展

自噬（autophagy）是发生在细胞内的“Selfeating”现象,其主要的生理功能是将胞质中的大分子物质（如蛋白质等）和一些细胞内源性底物（包括由于生理或病理原因引起的衰老、破损的细胞器）在单位膜包裹的自噬体中大量降解,实现再循环,以维持细胞自身的稳定。     

昆明植物所在大豆CDPK基因家族响应虫害和干旱研究中获进展

正大豆作为重要的农作物,在农业生产上具有重要地位。每年虫害和干旱等都对大豆生产造成极大的损失。钙离子是普遍存在的第二信使,在真核生物中能够响应发育和胁迫信号并激活一系列的细胞过程。钙离子依赖的蛋白激酶(CDPK)是植物中特有的基因家族,可以感受细胞内外瞬时的钙离子浓度改     

植物的向光性研究进展

植物的向光性对优化地上部分的光捕获能力以及根中水和营养物质的摄取具有重要的意义。近年来,植物的向光性在分子、生物化学和细胞基础的研究方面取得了巨大进展。在模式植物拟南芥中已经确定了向光性的主要光受体是向光素、隐花色素以及光敏色素,其中向光素是最重要的光受体。向光素的激酶活性和其激酶结构域的激活环中氨基酸残基的磷酸化对向光性反应是必不可少的。激活的光受体调节生长素运输载体的磷酸化,激活或抑制其运输活性,改变PIN的定位,引起生长素梯度的形成,导致植物器官的不对称生长。此外,还有多种因素包括微管排列、激素刺激等也参与到向光性响应过程。本研究综述了国内外近年来关于向光性研究的分子机制,重点阐述从光受体激活到最终导致向光性生长的研究进展。     

植物免疫调节小肽分子的形成和释放机制,或为作物抗病育种提供新思路

<正>昆虫啃食、动物践踏以及周边的不利环境都会造成植物的损伤,从而导致植物面临病原菌侵入的风险。损伤部位的植物细胞会释放出多种信号分子,激活周围组织中的防御反应,以对抗病原菌的侵入。这些信号分子被称为损伤相关的分子模式(damage associated molecular patterns, DAMPs),包括ATP、细胞壁衍生分子,小分子肽和谷氨酸。在拟南芥中,植物激发子肽(plant elicitor peptides,Peps)被认为是一种     

与酵母单杂交系统匹配的植物瞬时表达分析载体的构建

摘 要为了在植物细胞/原生质体中验证酵母单杂交系统解析的植物转录因子及其关键结构域,本研究构建了一套与酵母单杂交系统相匹配的植物瞬时表达分析系统,并在拟南芥叶片原生质体中进行了瞬时表达分析。结果显示,以AtDPBF4的转录激活区(CR Ⅱ)构建的效应载体可在拟南芥原生质体中激活报告基因GUS的转录。这一结果与AtDPBF4的CR Ⅱ在酵母细胞中的结果一致。报告载体中,含有6个UAS_(Gal1)的杂合启动子可引发下游报告基因GUS转录的酶活性达0.96 nmol 4-MU·mg~(-1)·min~(-1);含有3个UAS_(Gal1)的杂合启动子可引发GUS基因的酶活性达0.73 nmol 4-MU·mg~(-1)·min~(-1)。含有6个UAS_(Gal1)的杂合启动子的强度明显强于含有3个UAS_(Gal1)的杂合启动子,但其活性并不是3个UAS_(Gal1)杂合启动子的2倍,仅比其活性高了31.5%。由此表明,在报告基因中增加GAL4结合位点(UAS_(Gal1))的重复序列可以提高下游报告基因的表达,但是这种活性升高趋势并不与UAS_(Gal1)的重复数量呈线性关系。     

中国农业科学院植保所揭示稻瘟病菌致病新机制

<正>蛋白精氨酸甲基转移酶调节包括细胞自噬在内的多种生物学过程。然而,PRMTs在细胞自噬形成过程中具体分子机制目前尚不清楚。近日,中国农业科学院植保所作物有害生物功能基因组研究创新团队在国际著名学术期刊《New Phytologist》上在线发表研究论文,报道了蛋白精氨酸甲基转移酶Mo HMT1在稻瘟病菌中调节细胞自噬的分子机制。