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时间:2020-10-30来源:未知作者:admin点击:
Cytoskeleton- Plasmamembrane-Cell Wall Continuum细胞壁连续体,植物细胞形成了复杂而有序的细胞信号网络,时刻响应发育与环境信号,进行活跃的细胞骨架重排与细胞壁重构、细胞区室化()重

  Cytoskeleton- Plasmamembrane-Cell Wall Continuum细胞壁连续体,植物细胞形成了复杂而有序的细胞信号网络,时刻响应发育与环境信号,进行活跃的细胞骨架重排与细胞壁重构、细胞区室化()重建,从而保障植物完成发育进程或者适应环境变化。特别是在植物与微生物相互作用过程中,细胞骨架细胞壁连续体作为生物互作的第一道屏障(或免疫防线),在宿主与菌相互作用界面()形成过程中发挥至关重要作用,同时也是微生物(病原菌或共生菌)分泌的效应蛋白或毒力因子的重要靶标。

  以模式植物拟南芥和重要经济作物棉花为研究对象,研究植物细胞形态建成中细胞骨架-质膜-细胞壁连续体的时空调控机制。重点研究细胞骨架在棉花纤维细胞伸长及次生细胞壁加厚过程中的调控作用,为改良棉花纤维品质提供重要的理论指导。

  一方面,研究植物—黄萎病菌相互作用的细胞信号网络。以植物(包括棉花与拟南芥)—大丽轮枝菌互作体系为模型,研究揭示植物黄萎病致病的细胞分子机制。1331com银河注册主要研究菌所分泌的效应蛋白如何通过菌与宿主间的相互作用界面转运至宿主细胞,进而操纵宿主细胞骨架系统,干扰囊泡运输,影响细胞壁结构与组成,抑制免疫反应。该研究对于阐明植物抗黄萎病机制具有重要意义。

  另一方面,1331com银河注册研究豆科植物—根瘤菌共生固氮的细胞信号网络。以大豆和苜蓿为研究对象,研究共生和植物先天免疫之间对话(cross-talk)的细胞分子机制。主要研究根瘤菌分泌的效应蛋白对共生固氮的调控机制,共生固氮信号的时空调控及长距离传导机制等。本研究对于通过选育高效固氮新种质或创制高效固氮新菌株而提高共生固氮效率具有重要意义。

  左图:右上部为不同视角三维重构的拟南芥表皮毛中微管阵列:快速伸长的表皮毛分支会形成横向排列、密度趋向顶端的微管环,但其顶端存在一个微管缺失区域。左下部图为三维重构的分支起始阶段表皮毛中KCBP定位以及微管与微丝:KCBP马达蛋白在表皮毛中也呈梯度,且定位于微管上,但在顶端特异地富集在微管缺失区域;顶端富集的KCBP与微丝帽子部位相吻合,推测参与微丝帽子的组装与维持。右动图:三维重构方式展示拟南芥表皮毛中的微管架构。(Tianetal.,2015;eLIFE)

  上图显示在拟南芥叶表皮细胞中augmin复合体招募γ-Tubulin复合体到原已存在的周质微管上并引发新生微管成核,包括叉状成核(Branchingnucleation)和平行成核(Parallelnucleation)两种形式(Liuetal,2014;CurrentBiology);下图显示我们进一步发现augmin复合体除了介导微管成核之外,还有一个之前从未报道过的功能:负向调控由微管切割蛋白katanin介导的微管切割。活细胞显微成像发现augmin更倾向于定位在微管交叉点上,并且通过抑制katanin的切割、稳定微管交叉构象,来调控微管动态重组与细胞形态建成(Wangetal,2018;CurrentBiology)。

  代表性工作4.揭示了V型肌球蛋白Myosin5介导的分泌装置在大丽轮枝菌与棉花互作中的重要作用

  左图显示大丽轮枝菌V型肌球蛋白Myosin5编码基因的敲除突变体对宿主棉花的致病力显著下降(A);显微观察发现Myosin5在大丽轮枝菌菌丝生长过程中定位在菌丝顶端,与囊泡贮存中心“顶体”共定位(C);分泌蛋白组数据也表明敲除突变体菌株分泌能力有缺陷(B),由此证明Myosin5作为分泌装置的重要组分,调节大丽轮枝菌致病相关因子的分泌,在大丽轮枝菌与宿主植物互作的过程中发挥重要作用。1331com银河注册右图为文章发表当期EnvironmentalMicrobiology杂志的封面,显示棉花植物感染黄萎病后维管束发生褐变。