최근, Advanced Science에서 우리 학교의 Wang Shaohui 교수와 Zhao Wenchao의 연구팀 (if5= 16.3)에 출판되었으며, 설탕 수송 체 사이의 부정적인 조절제로서 설탕 운송인 sweet17에 출판되었습니다. 소닉 토토 매듭 선충의 예방 및 제어. 그것은 또한 지금까지 다른 달콤한 단백질 글리코겐의 기능을 부정적인 조절하는 최초의 달콤한 것입니다.
루트 매듭 선충 (Meloidogynespp.)는 전형적인 유형의 살아있는 영양소 endoparasitic 선충입니다. 식물 소닉 토토 시스템을 감염시킨 후, 소닉 토토 세포의 비정상적인 분화를 소닉 토토 매듭으로 유도하여 글로벌 작물의 수율과 품질에 심각한 위협이됩니다. 자가 영양 유기체로서, 식물은 주로 광합성을 통해 설탕으로 구성된 유기 영양소를 합성하여 자신의 성장과 발달을 유지합니다. 기생생 생명체에 관여하는 소닉 토토 매듭 선충은 유기물을 독립적으로 합성 할 수있는 능력이 부족하지만, 생명력을 완성하기 위해 탄소 공급원과 같은 영양소를 얻기 위해 숙주 식물에 의존해야합니다. 이러한 영양소 획득 방식의 필수 차이는 식물과 소닉 토토 매듭 선충이 장기 진화 과정에서 치열한 "설탕 전투"를 형성한다고 결정합니다. 병원체는 숙주 설탕 수송 시스템을 가로 채기위한 특정 전략을 계속 진화시키는 반면, 식물의 영양소 획득을 제한하고 설탕 대사 및 분포를 조절함으로써 면역 반응을 활성화시킵니다. 이 상호 작용 시스템에서, 설탕 수송 체 패밀리 스위트 (Sugars는 결국 수출 트랜스 포터가 될 것임)는 PHLOEM 설탕 분포 및 병원체-호스트 상호 작용의 주요 역할로 인해 양측 간의 경쟁의 핵심 목표가되었습니다. 연구에 따르면 소닉 토토 매듭 선충은 일부 메커니즘을 통해 숙주의 달콤한 단백질을 "납치"할 수 있으며, 소닉 토토 설탕 수송의 방향을 바꾸고, 소닉 토토 매듭으로 강화시켜 자체 개발 요구를 충족시킬 수 있습니다. 그러나 식물이 달콤한 가족 구성원을 적극적으로 조절하고 선충 감염에 저항하기 위해 설탕 분포 네트워크를 재구성 할 수있는 수단이 있는지 여부에 대한 명확한 과학적 설명은 없습니다.
토마토 소닉 토토 시스템의 소닉 토토 선충 감염의 초기 단계에서 연구원들은 토마토 설탕 수송 체 가족의 구성원을 관찰했습니다SLSWEET17의 유전자 발현 수준 상당히 상향 조절되었습니다. 그 기능을 분석하기 위해, 연구팀은 효모 설탕 흡수 실험을 통해 SLSWEET17이 헥사스 돌연변이 효모 균주 EBY.VW4000에서 포도당과 과당을 운반하는 능력이 없으며, 고도로 발현 된 SLSWEET1C, SLSWEET1E, SLSWEET10B 및 SLSWEET10B 및 SLSWEET12D, SHUTHONTINS와 함께 이종이 량체를 형성 할 수 있음을 발견했다. 추가 연구에 따르면 과발현SLSWEET17식물에서, 소닉 토토 매듭의 가용성 설탕 함량은 크게 감소했으며, 소닉 토토 매듭 선충에 대한 감수성이 감소되었다; 하는 동안SLSWEET17녹아웃 변형은 반대 표현형을 보여 주었다 - 소닉 토토 매듭의 가용성 설탕 함량이 증가하고 소닉 토토 매듭의 감수성이 상당히 향상되었다. 이는 SLSWEET17이 루트 시스템과 루트 매듭 사이의 음성 조절기로서 설탕 분포를 조절함으로써 소닉 토토 매듭 선충에 대한 토마토의 민감도에 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 또한, 연구팀은 Chip-QPCR, EMSA 및 이중 루시퍼 라제 리포터 유전자 및 기타 기술을 사용하여 전사 인자 SLDOF9가SLSWEET17프로모터 영역. 초기 단계에서 루트 매듭 선충 감염이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다SLDOF9의 표현 부피 상당한 하향 조절 추세를 보여줍니다. 유전 적 증거는 SLDOF9가 억제된다는 것을 추가로 시사한다SLSWEET17의 표현 소닉 토토 매듭 부위에서 설탕 강화를 간접적으로 촉진시켜 토마토의 감염 감수성을 소닉 토토 매듭 선충에 긍정적으로 조절합니다.
그림 1. SLSWEET17 토마토의 감도를 소닉 토토 매듭 선충에 부정적인 조절합니다
연구원들은 Root 매듭 선충 감염의 전체 과정에서 SLDOF9-SLSWEET17 모듈의 동적 규제 법을 세 가지 주요 단계로 나누는 동안 "분자 스위치"로 제안했습니다. 정상 조건 하에서 :SLDOF9andSLSWEET17기본 표현 수준을 유지하십시오. 현재 SLDOF9는 결합하여 결합SLSWEET17프로모터 및 그 발현을 억제하여 다른 활성 설탕 수송 체 (예 : SLSWEET1C, SLSWEET1E 등)가 소닉 토토의 apoplasia로 설탕을 운반 할 수있게함으로써 공장의 자체 성장에 필요한 영양분 배분의 균형을 보장하고 과도한 방어를 피하고 자체 에너지를 소비 할 수 있습니다. 감염의 초기 단계 (0-7 일) : 선충이 소닉 토토 시스템에 침입하여 소닉 토토 매듭 형성을 유도하기 시작하면SLDOF9식 볼륨이 빠르게 감소하고 정확성이 완화됩니다SLSWEET17의 전사 억제. 이 시점에서, SLSWEET17 단백질은 다른 고도로 활성화 된 단백질에 결합하여 이종이 량체를 형성하여 후자의 설탕 수송 능력을 감소시킨다. 이 "단백질 상호 작용 브레이크"메커니즘은 소닉 토토 매듭으로의 설탕의 농축을 효과적으로 감소시키고, "기아 전술"을 통해 선충 유충의 발달을 억제하고, 식물이 면역 반응을 시작할 시간을 얻을 수있다; 감염의 후기 단계 (14 일 후) : 소닉 토토 매듭 선충이 기생 항상성 단계에 들어서면서SLDOF9표현 볼륨 리바운드, 재감치SLSWEET17전사, 방출 된 고도로 활성 달콤한 단백질을 방출합니다. 이것은 선충에 대한 설탕 영양의 일부를 제공하지만, 소닉 토토의 장기 설탕 박탈로 인한 발달 장애를 피하고, 식물의 병원체에 대한 내성과 자신의 생존을 유지하는 "전략적 타협"을 반영합니다.
그림 2. 루트 매듭 선충 감염에 대한 응답으로 SLDOF9-SLSWEET17 모듈의 분자 메커니즘
dr. 베이징 농업 대학의 식물 과학 기술 학교의 젊은 교사 인 왕 Xiaoyun, Wang Zhimei와 Tang Xinyue는이 기사의 공동 저자이며 베이징 농업 대학의 Zhao Wenchao 교수는 논문의 독립적 인 저자입니다. 마스터 학생들 (Qin Jiamei, Zhou Xiaoxuan, Gu Lixia, Bian Huihui), Sun Lulu 부교수, Huang Huang 부교수, 선임 실험가 Yang Rui, 선임 실험가 Wang Jian, Wang Shaoangchen 교수, Henan University and Technology 교수, Yang Zhongren 렌 교수 또한 일부 연구 작업에 참여했습니다. 이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (National Natural Science Foundation), 베이징 시립 교육위원회-운영 재단위원회 (Beijing Municipal Education Commissional Foundation Committee Committee Committee Joint Funding Project)에 의해 자금을 지원 받았다. Xuan Yuanhu 교수, Eckhard Boles 교수, Ren Yi 연구원, Li Ren 연구원, Huang Yun 부교수, Liu Huan 박사, Zhang Zhenxian 교수 및 Ruan Yongling 교수에게 특별 감사를드립니다.
Wang Shaohui 교수와 Zhao Wenchao 교수 Wang Shaohui 교수와 Zhao Wenchao의 연구 팀에 대한 연구 팀 토마토의 역경 반응 메커니즘 및 규제 전략에 중점을 둔 오랜 시간 동안. 최근 몇 년 동안이 팀은 식물 과학 분야의 최고의 국제 저널에서 일련의 고급 연구 결과를 발표했습니다. 관련 연구는 소닉 토토 매듭 선충 감염, 회색 곰팡이 스트레스, 가뭄 및 소금과 같은 시설에서 토마토의 주요 역경 요인에 중점을 둡니다. 다중 생물 통합 분석 및 기능적 검증을 통해 생물학적 및 비 생물 적 스트레스 하에서 토마토의 신호 변환 네트워크 및 대사 조절 경로를 체계적으로 밝혀 냈으며, 시설의 스트레스에 저항성 품종에서 토마토의 번식을위한 중요한 이론적 기초 및 분자 표적을 제공하고 환경 조절 기술의 연구 및 개발. 팀 교사는 학교 파티위원회의 강력한 리더십 하에서 우리는 "강력한 교육 구축 개요를 구현하고 학교 경력의 고품질 개발을 촉진하기위한 개요"라는 주제에 중점을 둘 것이며, 시작점으로 "초보자를 취하기"는 토마토 시설의 품질을 높이고, 생산 저항성을 높이고, 기술 개발 및 세로 개발에 대한 연구를 지속적으로 개선하는 데 집중할 것이라고 말했다. 연구 결과, 농업과 사랑하는 농업을 알기위한 새로운 재능을 활발하게 배양하고 중국의 농업 및 임업 특성으로 일류 및 국제적으로 유명한 도시 고급 응용 대학의 건설을 가속화하는 데 긍정적 인 기여를합니다.
