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EXO70 和 MLO 蛋白的相互作用调节毛状体细胞壁组成和对白粉病的易感性
70 kDa (EXO70) 蛋白的胞外囊泡成分是胞外囊泡复合物的组成部分，与胞吐过程中的囊泡束缚有关。抗霉菌位点 O (MLO) 蛋白是植物特异性钙通道，一些 MLO 同工型可促进真菌白粉病的致病。我们在此检测到拟南芥 exo70H4 和 mlo2 mlo6 mlo12 三重突变体植物在叶毛状体次生细胞壁的生物发生方面存在意外的表型重叠。生化和傅里叶变换红外光谱分析证实了这些突变体中毛状体细胞壁组成的缺陷。表达荧光团标记的 EXO70H4 和 MLO 的转基因系表现出这些蛋白质的广泛共定位。此外，mCherry-EXO70H4 错误定位在 mlo 三重突变体的毛状体中，反之亦然，MLO6-GFP 错误定位在 exo70H4 突变体的毛状体中。GFP 标记的 PMR4 胼胝体合酶（EXO70H4 依赖性胞吐的已知货物）的表达表明，mlo 三重突变体植物的毛状体中 GFP-PMR4 的细胞壁输送减少。植物和酵母细胞中的体内蛋白质-蛋白质相互作用测定揭示了 EXO70.2 亚家族成员和 MLO 蛋白之间的异构体优先相互作用。最后，exo70H4 和 mlo6 突变体结合时表现出协同增强的对白粉病攻击的抗性。总之，我们的数据表明 EXO70 和 MLO 蛋白在调节毛状体细胞壁生物合成和白粉病易感性方面存在异构体特异性相互作用。
生物学 4999E 潜在导师 2025-2026
Brian Branfireun 博士，226-977-0226，bbranfir@uwo.ca，Collip 111 研究领域：生态水文学、生物地球化学和湿地生态系统科学 Thomas DeFalco 博士，分机 81475，tdefalc@uwo.ca，NCB404 研究领域：解码植物细胞表面受体下游的分子信号传导。Martin Duennwald 博士，分机 86874，martin.duennwald@schulich.uwo.ca，MSB4 1014 研究领域：使用酵母模型研究神经退行性疾病、细胞蛋白质质量控制、蛋白质-蛋白质相互作用和蛋白质折叠。Tim Hain 博士，thain@uwo.ca，NCB 301F 研究领域：鱼类和鸟类的行为和群落生态学 Hugh Henry 博士分机 81475，tdefalc@uwo.ca，NCB404 81548，hhenry4@uwo.ca，BGS3021 研究领域：植物、土壤和生态系统生态学，重点研究冬季生物学和全球变化。 Kathleen A. Hill 博士，分机 81337，khill22@uwo.ca，WSC333 研究领域：遗传学、诱变、突变机制、突变特征和景观 项目：小鼠家族中的新突变：通过全基因组测序识别和表征遗传和获得性突变，使用生物信息学软件进行变异检测，使用统计软件分析突变间隔模式。 Jim Karagiannis 博士，分机 80975，jkaragia@uwo.ca，BGS 3080 研究领域：调控胞质分裂的调控网络的分子遗传学分析 Susanne Kohalmi 博士，分机86485，skohalmi@uwo.ca，WSC 319 研究领域：以拟南芥中的 ADT 为模型系统的基因家族及其调控。
对细胞壁动力学和干旱耐受性的影响
扩张蛋白是与植物生长和胁迫反应有关的细胞壁修饰蛋白。在这项研究中，我们探索了拟南芥芽中扩张蛋白的差异定位，重点是Expa1，Expa10，Expa14和Expa15，利用PEXPA :: Expa Transce Fransicational Fusion Lines。采用化学诱导系统POP6/LHGR进行EXPA1过表达和高通量自动表型，我们评估了压力条件下的干旱反应和光合效率。我们观察到了扩张蛋白的不同表达模式，Expa1主要位于气孔后卫细胞中，而Expa10和Expa15在表皮和其他组织中显示出强细胞壁（CW）定位。Expa1的过表达导致与CW相关基因表达的明显变化，尤其是在诱导早期，包括其他扩张蛋白和CW-修饰酶的上调。诱导的Expa1线还显示出芽的显着形态变化，包括较小的植物尺寸，延迟的衰老和血管组织的结构改变。此外，Expa1过表达赋予了干旱耐受性，这是通过增强的光合效率（F V /F M）和低稳态的非光化化学淬灭（NPQ）值在干旱应力下证明的。这些发现突出了Expa1在调节植物生长，发育和压力反应中的关键作用，并在提高农作物中的干旱耐受性方面的潜在应用。
抗土功效及机理评估
摘要：鉴于美国选择压力大、对原卟啉原氧化酶 (PPO) 除草剂敏感性降低的种群数量不断增加，长芒苋对原卟啉原氧化酶 (PPO) 抑制剂的抗性问题备受关注。我们评估了五种土壤施用除草剂对 2014 年和 2015 年在美国阿肯色州收集的长芒苋 (Amaranthus palmeri S. Wats.) 种群的影响。土壤施用的磺胺嘧啶、磺胺草醚和氟磺草胺使幼苗出苗率降低 91– 100%；然而，氟磺胺草醚和氧氟草醚对某些种群的功效降低 (63–90%)。靶位突变 (TSM) 是产生对 PPO 除草剂抗性的主要机制；因此，选择了六个对土壤施用的氟磺胺草醚表现出抗性的种群进行分子研究。对总共 81 株幸存者进行了所有已知抗性突变的基因分型。总共有 64% 和 36% 的幸存者分别带有单个和双重 TSM，其中 69% 的植物在 PPO2 的两个等位基因中都携带 TSM。来自两个种群的三株幸存者显示额外的 PPO2 拷贝，而所有其他幸存者都有一个拷贝。表达分析表明，在测试的抗性种群的所有植物中，PPO2 都上调了 3 到 6 倍。在 A. thaliana 中转基因过表达 WT-ApPPO2 和 dG210-Apppo2 证实了与野生型相比，对土壤施用的氟磺胺草醚的敏感性降低。总的来说，出苗前施用的 PPO 抑制剂在控制对叶面施用 PPO 除草剂产生抗性的种群方面仍然有效。从机制上讲，抗性 PPO2 表达的提高与功能性 TSM 的提高共同导致对土壤施用氟磺胺草醚的敏感性降低。
证明。博士ir斯蒂芬副手
Stephen DePuydt于2004年毕业于根特大学，成为生物工程师（细胞和基因生物技术）Magna cum Laude。在2008年，他获得了博士学位的论文，该学位论文处理了Rhodococcus Fastians的分子生物学 - 植物相互作用。博士学位后，他获得了玛丽·库里（Marie Curie）博士后奖学金，在洛桑（瑞士）分子植物生物学系工作，进一步专门研究发展性植物生物学和植物激素相互作用。2012年，他随后重新加入根特大学（National Research Funders Flanders）博士后研究员，开始研究以新颖的植物激素的行动方式进行研究。自2014年8月起，他在韩国根特大学全球校园担任教授，负责植物生物技术研究中心的植物生长分析实验室。在那里，他开始研究新颖和可持续的生物刺激物（例如可以改善和影响植物的生长和产量。为此，该实验室专门针对拟南芥sativa的两个拟南芥中的伸长率，并正在开发生物测定。实验室还采用基因组编辑技术来提高局部水稻变量的产量。为此，他与韩国的多个实验室和研究小组以及根特大学家庭校园（例如，植物生物技术和生物信息学系和植物系统生物学系）都与多个实验室和研究小组进行了富有成果和持续的合作。
通过设计植物组织特异性反应实现抗旱
干旱是全球农业损失的主要原因，对粮食安全构成重大威胁。目前，植物生物技术是开发能够在缺水条件下高产作物的最有前途的领域之一。通过对拟南芥整株植物的研究，已经发现了对干旱胁迫的主要反应机制，并且已经将多种抗旱基因改造到作物中。到目前为止，大多数抗旱性增强的植物都表现出作物产量下降，这意味着仍然需要寻找能够将抗旱性与植物生长分离开来的新方法。我们实验室最近发现，油菜素内酯 (BR) 激素的受体使用组织特异性途径介导根生长过程中的不同发育反应。在拟南芥中，我们发现增加维管植物组织中的 BR 受体可以赋予植物抗旱性而不会损害其生长，这为研究赋予植物细胞特异性抗旱性的机制提供了绝佳的机会。在本综述中，我们概述了最有希望的表型干旱特征，这些特征可以通过生物技术加以改进，以获得耐旱谷物。此外，我们还讨论了当前的基因组编辑技术如何帮助识别和操纵可能赋予抗旱胁迫能力的新基因。在未来几年，我们期望通过共同努力，找到在缺水环境中提高作物产量的可持续解决方案。
对XBB.1.5的免疫力降低了二价mRNA助推器
基因复制是进化新颖性的来源。DNA甲基化可能通过其与基因表达的关联在重复基因的演化中起作用。虽然在少数个单个物种中对这种关系的研究程度有所不同，但这些结果在广泛的系统发育规模上具有不同的重复历史或人群中的种类，但尚不清楚。我们将比较表观基因组学方法应用于整个系统发育中的43种被子植物物种和928个拟南芥的种群，研究了DNA甲基化与旁系同源物进化的缔合。Genic DNA甲基化与重复类型，重复，序列进化和基因表达的年龄有差异化。整个基因组重复物通常用于仅CG基因体甲基化或未甲基化基因，而单基因的重复通常富含非CG甲基化或未甲基化基因。非CG甲基化，特别是最近的单基因重复项的特征。核心的被子植物基因家族分为那些优先保留旁系同源物和“抗复制”的家族的核心基因家族，这些家族在重复后会汇聚为单例。耐重复的家庭仍然具有寄生态副本，对于核心被子植物基因而言，富含非CG甲基化的核心基因。非CG甲基化的旁系同源物具有较高的序列演化速率，较高的存在频率 - 缺乏变化和更有限的表达。这表明非CG甲基化沉默对于在重复后保持剂量可能很重要，并且是分馏的前体。我们的结果表明，基因甲基化标记寄生虫基因之间的进化轨迹和命运不同，并且在复制后保持剂量。
通过植物真菌病原体抑制丁丁蛋白触发的免疫力：cuculbit白粉病真菌podophaera xanthii
摘要：真菌病原体是显着的破坏植物的微生物，对世界作物的产量构成了威胁。几丁质是真菌细胞壁的关键成分和可以通过特定植物受体识别的保守的MAMP（与微生物相关的分子模式），从而激活了几丁质触发的免疫力。在大米和拟南芥等植物中众所周知，特定受体对几丁质感知的分子机制在许多其他植物中也相似。成为植物病原体，真菌必须抑制几丁质触发的免疫的激活。因此，真菌病原体已经发展了各种策略，例如预防几丁质消化或干扰植物几丁质受体或几丁质信号，这些信号在大多数情况下涉及真菌蛋白的分泌。由于几丁质免疫是一种非常有效的防御反应，因此这些真菌机制被认为可以密切协调。在这篇综述中，我们首先概述了当前对金蛋白触发的免疫信号传导和用于抑制其抑制的真菌蛋白的理解。第二，我们讨论了在真菌生物营养中运行的机制，例如白粉病真菌，尤其是在模型物种podosposphaera xanthii中，这是瓜糖粉中粉状霉菌的主要因果剂。在真菌发病机理和促进粉状霉菌疾病的背景下，讨论了与免疫原性差异寡聚物的修饰，降解或隔离有关的关键作用。最后，还讨论了这种基本知识用于开发针对白粉病真菌的干预策略。
系统生物学在植物代谢建模中使用组织特异性基因表达进行精确通量预测
动机：对生命系统中代谢型号等复杂表型的准确预测是系统生物学的巨大挑战，并且是有效地识别可以满足紧迫工业需求的生物技术干预措施的核心。使用机械建模方法（例如频率平衡分析（FBA）），基因表达数据的应用以提高代谢频道预测的准确性，尽管在多组织系统中尚未证明其生物技术重要性。我们假设，一种通过组织之间相对表达水平所告知的代谢频道预测的方法将提高预测准确性。结果：从多个转录组和蛋白质组学数据集中得出的相对基因表达水平被整合到拟南芥中心代谢的多组织的DIEL模型的FBA预测中。与标准的parsibimious FBA方法相比，这种整合与从13 c代谢型号分析中的实验基础图与基于实验的频道图的一致性。通过使用加权平均百分比误差值测量FBA预测与MFA频率图之间的分歧，对于高光条件的较高的FBA，对于低光条件而言，这是169％–180％，对于低光条件，为94％–103％，取决于使用的基因表达数据集。将表达数据纳入建模过程后，这一点下降到10％-13％和9％-11％，这也大大改变了植物的预测碳和能源经济。可用性和实施：作为本研究的一部分生成的代码和数据可从https：// github获得。com/gibberella/airidopsisgeneexpression重量。
控制高度保守的植物干细胞调节剂的顺式调控区域的极端重组
一个引人注目的悖论是，具有长期保守的蛋白质序列、功能和表达模式的基因通常表现出极为不同的顺式调控序列。目前仍不清楚如此剧烈的跨物种顺式调控进化如何使基因功能得以保存，以及这些差异在多大程度上影响物种内出现的顺式调控变异如何影响表型变化。在这里，我们使用一种在表达模式和功能上保守了约 1.25 亿年的植物干细胞调节剂来研究这些问题。通过在两个远亲模型拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 和番茄 (Solanum lycopersicum) 中进行体内基因组编辑，我们在干细胞抑制基因 CLAVATA3 (CLV3) 的上游和下游区域生成了 70 多个缺失等位基因，并比较了它们对共同表型（即结出果实的心皮数量）的单独和综合影响。我们发现，与下游区域相比，番茄 CLV3 上游序列对哪怕是微小的扰动都高度敏感。相比之下，拟南芥 CLV3 功能对编码序列上游和下游的严重破坏具有耐受性。上游和下游缺失的组合也揭示了不同的调控结果。在番茄中，添加下游突变带来的表型增强主要是微弱的和附加的，而对拟南芥 CLV3 的两个区域进行突变则产生了显著的协同效应，显示出功能性顺式调控序列的不同分布和冗余。我们的研究结果证明了高度保守的植物干细胞调节器的顺式调控结构组织具有显著的可塑性，并表明顺式调控序列空间的重大重构是一种常见但又隐蔽的进化力量，它改变了保守基因调控变异的基因型与表型关系。最后，我们的研究结果强调了需要对顺式调控的空间结构进行谱系特异性解剖，以便有效地设计作物中保守的生产力基因的性状变异。