SUMO化对大豆抗病调控的分子机制解析

The yield and quality of soybean suffered serious damage because of the impact of diseases including Bacterial blight of soybean (Pseudomonas syringae pv glycinea), Phytophthora sojae and Soybean Mosaic Virus . The SUMOylation in plant has a crucial role in defenses against different pathogen infection, but only focused on the model plant Arabidopsis and tomato, no report on soybean. To determining this relation between SUMOylation and soybean defense of pathogen, the research objectives include: First, identify all SUMOylation genes in soybean and analyze different structures and functions in genes. Second, determine if different pathogen, which include Bacterial blight of soybean, Phytophthora sojae and Soybean Mosaic Virus, regulates genes in soybean SUMOylation at the transcriptional level. Third, determine the extent of SUMO protein conjugation in soybean using Western Blot after pathogen inoculation. During this study, we hope to obtain the key genes in soybean SUMOylation that defense soybean pathogen and elucidate soybean SUMOylation represent one mechanism involved in soybean response to pathogen.

大豆细菌性斑点病、疫霉根腐病、大豆花叶病毒病是影响大豆生产的主要因素，严重降低大豆的产量与品质。植物中的SUMO化修饰对不同病原菌的抗病防御起着重要的作用。但主要集中在模式植物拟南芥、番茄上，大豆的相关研究还未见报导。本研究以研究大豆SUMO化与大豆不同病原菌抗病关系为目的，研究内容包括：第一，挖掘大豆SUMO化修饰系统相关基因，分析不同基因结构及功能。第二，利用Real-Time PCR技术研究大豆SUMO系统相关基因在接种大豆细菌性斑点病、疫霉根腐病、大豆花叶病毒病后的表达机制。第三，利用Western Blot技术研究受大豆细菌性斑点病、疫霉根腐病、大豆花叶病毒病侵染过程中SUMO结合物的变化模式。本研究预期可以获得在大豆抗病调控过程中的SUMO系统关键抗病基因，明确大豆SUMO化在参与大豆抗病过程中起的重要作用。

大豆细菌性斑点病、大豆疫霉根腐病、大豆花叶病毒病是影响大豆生产的主要因素，严重降低大豆的产量与品质。植物中的SUMO化修饰对不同病原菌的抗病防御起着重要的作用。本研究以研究大豆SUMO化与大豆不同病原菌抗病关系为目的，研究内容包括：第一，挖掘大豆SUMO化修饰系统相关基因，分析不同基因结构及功能。第二，利用Real-Time PCR技术研究大豆SUMO系统相关基因在接种大豆细菌性斑点病、疫霉根腐病、大豆花叶病毒病后的表达机制。第三，利用Western Blot技术研究受大豆细菌性斑点病、疫霉根腐病、大豆花叶病毒病侵染过程中SUMO结合物的变化模式。本研究获得了在大豆疫霉根腐病、细菌性斑点病和花叶病毒病抗病调控过程中的SUMO系统关键基因GmSUMO2/3、GmSAE1a/1b、GmSAE2a/2b、GmSCEa/b、GmE3a/3b和GmESD4d。研究发现大豆抗病品种受病原物侵染过程中SUMO结合物表达量逐渐增加或表达量相对稳定，而感病品种在侵染过程中SUMO结合物表达量逐渐减少或减少后再增加。总体而言，大豆抗病品种在病原物侵染过程中SUMO结合物表达量要高于感病品种。通过本研究明确了大豆SUMO化在参与大豆抗病过程中起的重要作用，为大豆抗病育种提供一定的理论基础。