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云师大马铃薯研究院贾玉鑫博士作为共同第一作者在《Nature Genetics》(自然基因)上刊登最新研究成果

已有 1368 次阅读 2023-8-29 22:50 |个人分类:云师大研究|系统分类:论文交流

2023年8月28日,自然旗下国际著名top期刊《Nature Genetics》在线发表了云南师范大学生命科学学院(马铃薯研究院)贾玉鑫博士的最新研究成果《Solanum americanum genome-assisted discovery of immune receptors that detect potato late blight pathogen effectors》。

该成果由英国The Sainsbury Laboratory研究所(TSL)Jonathan D. G. Jones院士团队、中国农科院农业基因组研究所黄三文团队、韩国首尔大学的Kee Hoon Sohn团队和中国科学院微生物研究所的林啸团队共同完成。中国科学院微生物研究所的林啸和云南师范大学高端引进人才贾玉鑫博士为共同第一作者。该研究解析了四份光果龙葵 (Solanum americaum) 材料的高质量参考基因组,建立了光果龙葵-致病疫霉的ETI (Effector-Triggered Immunity) 全景图,并成功克隆到3个新的马铃薯晚疫病免疫受体及其对应的病原无毒蛋白。

全文链接:

s41588-023-01486-9 (1).pdf


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Abstract

Potato (Solanum tuberosum) and tomato (Solanum lycopersicon) crops sufer severe losses to late blight caused by the oomycete pathogen Phytophthora infestans. Solanum americanum, a relative of potato and tomato, is globally distributed and most accessions are highly blight resistant. We generated high-quality reference genomes of four S. americanum accessions, resequenced 52 accessions, and defned a pan-NLRome of S. americanum immune receptor genes. We further screened for variation in recognition of 315P. infestans RXLR efectors in 52 S. americanum accessions. Using these genomic and phenotypic data, we cloned three NLR-encoding genes, Rpi-amr4, R02860 and R04373that recognize cognate P. infestans RXLR efectors PITG_22825 (AVRamr4), PITG_02860 and PITG_04373. These genomic resources and methodologies will support eforts to engineer potatoes with durable late blight resistance and can be applied to diseases of other crops.


云南师范大学生命科学学院研究生导师贾玉鑫介绍                   

贾玉鑫

植物遗传学专业,博士研究生导师

Email:biojiayuxin@163.com

        

学历及研究简历:

2022.12-至今,云南师范大学

2018.8-2022.8,中国农业科学院深圳农业基因组研究所,博士后

2012.9-2018.6,中国农业大学,植物学,博士

2008.9-2012.6,河北师范大学,生物科学,学士


招生专业:

植物遗传学

研究方向:

1、通过比较基因组学解析马铃薯块茎形成的演化历程

2、马铃薯植株形态建成的分子调控机制

代表论文:

Tang D*Jia Y*, Zhang J*, Li H*, Cheng L, Wang P, Bao Z, Liu Z, Feng S, Zhu X, Li D, Zhu G, Wang H, Zhou Y, Zhou Y, Brayan J. G, Buell C. R, Zhang C, Huang S (2022) Genome evolution and diversity of wild and cultivated potatoes. Nature 606.7914 (2022): 535-541.

Jia Y, Ding Y, Shi Y, Zhang X, Gong Z, Yang S (2016) The cbfs triple mutants reveal the essential functions of CBFs in cold acclimation and allow the definition of CBF regulons in Arabidopsis. New Phytol 212: 345-353.

Ding Y, Jia Y, Shi Y, Song C, Gong Z, Yang S (2018) OST1-mediated BTF3L phosphorylation positively regulates CBFs during plant cold responses. EMBO J DOI 10.15252/embj.201798228.

Liu Z, Jia Y, Ding Y, Shi Y, Zhang X, Li Z, Guo Y, Gong Z, Yang S* (2017) Plasma membrane CRPK1-mediated phosphorylation of 14-3-3 proteins induces their nuclear import to fine-tune CBF signaling during cold response. Mol Cell 66: 117-128.

Ma L, Zhang C, Zhang B, Tang F, Li F, Liao Q, Tang D, Peng Z, Jia Y, Gao M, Guo H, Zhang J, Luo X, Yang H, Gao D, Lucas W. J., Li C, Huang S. and Shang Y. et al. (2021). A nonS-locus F-box gene breaks self-incompatibility in diploid potatoes. Nat Commun 12, 4142.


科研项目:

中国博士后科学基金会,2019M660892,马铃薯花药畸形基因sa1的克隆和功能分析,2020-01至2021-12,结题,主持

国家自然科学基金青年科学基金项目,31700214,玉米bHLH类转录因子CS1响应低温的功能分析,2018.01-2019.12,结题,参与

国家自然科学基金面上项目,31670261,蛋白激酶PRK1与CBF转录因子互作调控拟南芥低温应答的分子机理研究,2017.01-2020.12,结题,参与

国家自然科学基金重点项目,31330006,蛋白激酶调控拟南芥响应低温胁迫的分子机理,2014.01-2018.12,已结题,参与

https://life.ynnu.edu.cn/info/1195/2395.htm


扩展阅读:

Nature Genetics | 中英韩研究团队合作解析光果龙葵基因组,并克隆多个马铃薯晚疫病新受体

https://www.163.com/dy/article/IDA1NJGM0512TP34.html

近日,英国The Sainsbury Laboratory研究所(TSL)Jonathan D. G. Jones院士团队、中国农科院农业基因组研究所黄三文团队、韩国首尔大学的Kee Hoon Sohn团队和中国科学院微生物研究所的林啸团队合作在Nature Genetics杂志发表题为Solanum americanum genome-assisted discovery of immune receptors that detect potato late blight pathogen effectors的研究论文。该研究解析了四份光果龙葵 (Solanum americaum材料的高质量参考基因组,建立了光果龙葵-致病疫霉的ETI (Effector-Triggered Immunity) 全景图,并成功克隆到3个新的马铃薯晚疫病免疫受体及其对应的病原无毒蛋白。

马铃薯晚疫病由卵菌(Oomycete)病原微生物致病疫霉 (Phytophthora infestans引起,曾经于1845年造成过爱尔兰大饥荒,导致超过100万人死亡。如今,马铃薯晚疫病仍然在世界范围内流行,因此快速克隆具有广谱、持久抗性的抗病基因对晚疫病的防治至关重要。


英国TSL研究所的Jonathan Jones团队发现野生的茄科植物光果龙葵 (Solanum americanum是马铃薯晚疫病抗性的理想来源,前期已从不同的抗病光果龙葵材料中克隆到两个马铃薯晚疫病抗病蛋白Rpi-amr1和Rpi-amr3 (Witek et al., 2016; Witek*, Lin* and Karki* et al., 2021),并找到了致病菌 Phytophthora infestans中被Rpi-amr1和Rpi-amr3分别识别的效应因子AVRamr1和AVRamr3 (Lin et al., 2020; Lin et al., 2022)。还进一步解析了Rpi-amr1和Rpi-amr3依赖NRC的激活机制 (Ahn and Lin et al., 2023)

为了继续发掘光果龙葵中的马铃薯晚疫病抗性基因,研究团队从世界范围内收集了54份光果龙葵材料,完成了所有材料晚疫病抗性的表型鉴定,利用三代测序技术完成了4份材料的高质量基因组组装和注释,并进行了比较基因组学等分析。为了深入理解光果龙葵的抗性,研究团队手工注释了三个参考基因组中的所有NB-LRR类抗病基因并利用抗病基因富集测序 (SMRT-RenSeq) 技术完成了20份材料的抗病基因组。研究团队还利用效应子组学 (Effectoromics) 的筛选技术,完成了315个致病疫霉RXLR类效应子x 52份光果龙葵材料的ETI互作全景图。最后,研究团队结合了这些基因型和表型数据,成功克隆了三个新的NLR类植物免疫受体Rpi-amr4, R02860和R04373以及病原中对应的无毒蛋白。这个工作不仅加速了马铃薯晚疫病抗性的研究,还为高通量的植物抗病基因克隆提供了范式。

英国The Sainsbury Laboratory研究所Jonathan D.G. Jones教授、中国农科院农业基因组研究所黄三文研究员、韩国首尔大学Kee Hoon Sohn教授和中国科学院微生物研究所林啸研究员为共同通讯作者。中国科学院微生物研究所林啸研究员 (原英国TSL研究所博士后) 和云南师范大学贾玉鑫博士(原中国农科院基因组所博士后)为共同第一作者。这个工作得到了国内外多个基金的资助。



参考文献:

Lin, X., Olave-Achury, A., Heal, R., et al. (2022) A potato late blight resistance gene protects against multiple Phytophthora species by recognizing a broadly conserved RXLR-WY effector. Molecular Plant, 15, 1457–1469.

Lin, X., Song, T., Fairhead, S., et al. (2020) Identification of Avramr1 from Phytophthora infestans using long read and cDNA pathogen‐enrichment sequencing (PenSeq). Molecular Plant Pathology, 21, 1502–1512.

Witek, K., Jupe, F., Witek, A.I., Baker, D., Clark, M.D. and Jones, J.D.G. (2016) Accelerated cloning of a potato late blight–resistance gene using RenSeq and SMRT sequencing. Nature Biotechnology, 34, 656–660.

Witek, K., Lin, X., Karki, H.S., et al. (2021) A complex resistance locus in Solanum americanum recognizes a conserved Phytophthora effector. NPLANTS, 7, 198–208.





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