跳到主要内容gydF4y2Ba

比较蛋白质组学分析揭示了新的见解和水稻之间的相互作用gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba

摘要gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

细菌枯萎,这是由gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba),是全世界毁灭性的水稻病害。由轮回亲本黄花展(HHZ)和供体亲本PSBRC28衍生的水稻渐渗系H471表现出广谱抗性gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba,包括高毒性gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba菌株PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,而其父母易于pxo99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.表征响应gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba比较了H471与PXO99的不亲和作用下宿主和病原菌的蛋白质组结构gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和亲和相互作用(HHZ接种PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

在本研究中,共有374个水稻差异丰富蛋白(DAPs)和117个差异丰富蛋白(DAPs)gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在H471 + PXO99的比较中检测到DAPsgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和hhz + pxo99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.大部分的gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba与病原体毒力有关的隔板,包括外部构件蛋白,III型分泌系统蛋白,Tonb依赖性受体和转录活化剂样效应,在不相容的相互作用中的效果较小比在相容的相互作用中的不相容。水稻滴定主要参与二次代谢过程,包括苯丙氨酸代谢和黄酮类化合物和苯丙醇的生物合成。此外,参与酚类植物素和水杨酸(SA)生物合成途径的一些隔板在接种PXO99后的HHz中累积了比HHz更多更多gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,表明在HHz中诱导植物碱和SA制作诱导H471。进一步的分析显示,在接种后,SA含量比HHz在HHz中迅速增加,表明SA信号通路在不相容的相互作用中被激活比兼容相互作用更快。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

总的来说,我们的结果表明,在H471和PXO99之间的不相容相互作用gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在美国,水稻可以防止病原体入侵,并启动多种防御反应,抑制疾病的发展。gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

由革兰氏阴性菌引起的细菌性疫病(BB)gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)是稻米中分布最广、最具毁灭性的病害之一(gydF4y2Ba栽培稻gydF4y2BaL.),导致大量产量损失[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba].开发和部署广谱抗性品种是最经济上可行的BB管理策略。因此,进一步表征米饭 -gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba互作将为抗病品种的开发和选育提供有益的见解。gydF4y2Ba

几种类型的gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba毒力因子已被确定,包括与胞外多糖(EPS)的产生和运动相关的蛋白,外膜(OM)蛋白和tonb依赖受体,超敏反应和致病性(Hrp)蛋白,以及III型(T3)效应因子[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

植物已经发展出快速而复杂的机制来抵抗入侵的病原体。细胞表面免疫受体(CSIRs)和细胞内免疫受体(IIRs)直接或间接识别质外体或细胞质的“入侵分子”,诱导弱或强的免疫反应[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba].激活防御反应在于细胞壁胼胝质沉积,氧化爆发,和植物激素的积累和抗微生物的化学品(例如,次级代谢产物和植物抗毒素)[的gydF4y2Ba4gydF4y2Ba].作为对病原体感染的反应,水稻产生许多植物抗毒素,包括二萜化合物和类黄酮樱黄素[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].一类新的酚类植物抗毒素对水稻中的细菌和真菌病原体具有抗菌活性,包括胁迫诱导的苯酰胺,其芳香l -氨基酸依赖于shikimate途径,苯酰胺和樱氨酸中的酚酸部分依赖于苯基丙氨酸途径[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba].水杨酸(SA)是植物防御反应中重要的信号传导激素,但它也是植物合成的酚类化合物,以应对不同的病原体[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba].触发免疫包括在致病相关(PR)蛋白诱导和局部和全身获得性抗性开始之前,SA及其偶联物内源性水平的显著增加[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba].此外,在高等植物SA生物合成发生通过莽草酸苯丙素途径,并且可以涉及两个不同的路由时,异分支酸(IC)途径和苯丙氨酸氨裂解酶(PAL)途径[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba].许多研究证明,SA中的大部分从IC经由异分支酸合酶(ICS)催化两种反应和异分支酸丙酮酸裂解(IPL)[制备gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

迄今为止,43个主要阻力(gydF4y2BaRgydF4y2Ba的)基因赋予对BB已经在稻已确定[gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba].虽然有相当大的研究,旨在表征介导的分子机制gydF4y2BaRgydF4y2Ba基因水稻之间的相互作用和gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在基因组水平上仍不清楚。蛋白质组学技术的快速发展使研究者能够全面地探索生理生化过程中蛋白质丰度的变化。在过去的十年中,研究人员应用了多种蛋白质组实验技术来研究水稻的抗性gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.例如Mahmood [gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba]所使用的二维聚丙烯酰胺凝胶电泳(2-DE),以从与兼容或不兼容的接种的植物中提取分离水稻胞质和膜蛋白gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba比赛。陈 [gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba]结合2-DE和串联质谱(MS/MS)分析鉴定Xa21信号通路的质膜蛋白。王(gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba利用2-DE结合基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定参与防御反应的蛋白gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

我们之前鉴定了水稻渐渗系(IL) H471,它是由敏感轮回亲本黄花展(HHZ)和供体亲本PSBRC28杂交得来的。据报道,H471系对BB的广谱超敏反应(HR)是由一种新的水稻抗性基因介导的,gydF4y2BaXa39gydF4y2Ba[gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba].在本研究中,我们对水稻株系(H471及其轮回亲本HHZ)及其强毒株进行了差异蛋白质组分析gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba菌株PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba使用串联质谱(TMT)技术和液相色谱-四极杆质谱(LC-MS/MS) [gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba].我们的结果提供了新的信息,澄清了不相容的相互作用之间gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba和大米,这导致人力资源。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

H471和HHz反应响应PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba

在接种后评估水稻血液增量线(IL)H471及其复发性亲本HHzgydF4y2BaXoo语gydF4y2BaPXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在分蘖期。在接种后3天(DPI),在3天内可见沿H471的夹位点的明显棕色边缘,并且感染遗址的棕色坏死在5 dpi中变得更加明显。这些观察结果表明IL展示了典型的人力资源gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.与此相反,在染病的HHZ叶片上,在3 dpi处可以看到褪绿,而在5 dpi处,水浸渍的病变沿着剪切部位迅速扩散(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa). H471和HHZ在14 dpi时病变长度分别为0.3±0.2 cm和16.4±2.2 cm(图2)。gydF4y2Ba1gydF4y2Bab)。此外,PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2BaH471中的生长明显低于HHz,如下:在2 dpi的2 dpi下降超过10倍,3 dpi在3 dpi下降超过20倍,4 dpi下降约190倍,较低超过1600倍5 dpi(图。gydF4y2Ba1gydF4y2BaC)。We also examined the ultrastructural changes in H471 and HHZ leaf cells 3 days after an inoculation with PXO99一个gydF4y2Ba通过透射电子显微镜(TEM)。在接种之前,有H471和HHZ的叶肉细胞之间没有显著的结构性差异。然而,在3 DPI时,HHZ细胞膜轻微受损,而叶绿体和线粒体的轮廓不清。与此相反,全细胞的轮廓清晰和细胞器是可见的对H471,并检测许多淀粉粒(图gydF4y2Ba1gydF4y2Bad)。这些结果表明,H471是PXO99高度耐gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba(H471和PXO99之间的不兼容互动gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),HHz是高度敏感的(HHz和PXO99之间的兼容相互作用gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

图。1gydF4y2Ba
图1gydF4y2Ba

水稻渐渗系H471及其轮回亲本黄花展(HHZ)对稻瘟侵染的表型反应gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba菌株PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba一个gydF4y2BaHHZ和H471植物感染后的表型gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba菌株PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.接种后14天拍照。gydF4y2BabgydF4y2Ba感染PXO99对H471病变长度和HHZ植物gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在14 dpi。数据显示为每一行9个独立植物的平均值;竖条表示标准差。HHZ与H471在gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.001基于学生的gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。gydF4y2BacgydF4y2BaPXO99的生长曲线gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在H471和HHZ。CFU表示菌落形成单位。gydF4y2BadgydF4y2Ba用PXO99接种后H471和HHz叶片细胞的透射电子显微镜分析gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.N,核;C,叶绿体;S,淀粉;DC,损坏的叶绿体;DN,受损的核gydF4y2Ba

蛋白质鉴定与定量gydF4y2Ba

鉴定的水稻蛋白(4000-469,100da)比鉴定的分子量范围更大gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba蛋白质(5300-195,500 da)(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba2gydF4y2Ba).对于大多数水稻蛋白,等电点为3.5-12.5和4.2-12.4gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba蛋白质(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba2gydF4y2Ba).为了提高分析精度,所有多肽的定量数据都被用于蛋白质的定量。共获得1,289,153份MS/MS谱图,与196,745条已知肽序列大致匹配(附加文件)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).总体而言,我们鉴定和量化了与8120种不同蛋白质相关的46,076个肽(7784米蛋白和336gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba蛋白质中的混合蛋白质组学样品(H471 + PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和hhz + pxo99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)在2和3 dpi(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba4gydF4y2Ba).涉及所有已识别的蛋白质的聚类分析显示,来自同一组中相同的遗传背景中的样本(附加文件gydF4y2Ba5gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

不兼容,并兼容交互之间差异丰富的蛋白质gydF4y2Ba

只考虑唯一的肽来定量蛋白质,导致鉴定374米滴点和117gydF4y2BaXoo语gydF4y2BaDAP站。此外,264层的DAP和3gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在H471 + PXO99中累积更多gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba而HHZ + PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,阈值折叠变化> 1.5和gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05gydF4y2BatgydF4y2Ba-测试,而171个大米DAPs和116个gydF4y2BaXoo语gydF4y2BaDAPs在H471 + PXO99中积累较少gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba而HHZ + PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,阈值折叠变化<0.67和gydF4y2BapgydF4y2Ba< 0.05gydF4y2BatgydF4y2Ba测试(无花果。gydF4y2Ba2gydF4y2BaA,B,附加文件gydF4y2Ba6gydF4y2Ba和gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).此外,还有249个大米DAPs和36个gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在H471 + PXO99之间检测到DAPgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和hhz + pxo99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba2 dpi,而262 DAPs和116gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在H471 + PXO99之间检测到DAPgydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和hhz + pxo99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在3 dpi。共有137个水稻DAPs和35个gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在两个时间点之间常见(图。gydF4y2Ba2gydF4y2Baa和b).所有水稻DAPs的层次聚类表明,HHZ在2和3 dpi处的水稻DAPs聚类在一个亚群中,而H471在2和3 dpi处的水稻DAPs聚类在另一个亚群中(图2和3 dpi)。gydF4y2Ba2gydF4y2Bac).所有的集群gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba的DAP建议gydF4y2BaXoo语gydF4y2BaH471中2和3 dpi处的DAPs聚在一个亚群中,而HHZ中2 dpi处的DAPs与H471中的DAPs聚在一起(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2Bad,额外的文件gydF4y2Ba6gydF4y2Ba).蛋白质丰度,在374层的DAP的基础上(附加文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba)被分为5组(G-I -V), H471中G-III和G-V蛋白含量高于HHZ,而G-II中DAPs蛋白含量则相反(图2)。gydF4y2Ba2gydF4y2BaC)。我们还在0,0.5,1,1,1.5,2,2.5,3.5,4和4.5dpi下提取HHz和H471的总蛋白,并使用针对四个获得的隔板的特异性抗体,以在不同的时间点验证它们的丰度.Western印迹结果与蛋白质组学实验高度一致(图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).然而,目前蛋白质组学研究中获得的数据与我们之前转录组学分析的结果相关性较差,提示存在维持适当水平的转录本和蛋白质的特定机制[gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba
图2.gydF4y2Ba

H471与HHZ在PXO99接种后的两个时间点进行两两比较,鉴定出差异丰富蛋白(DAPs)gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.大米DAPs的维恩图(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba),gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)的DAP(gydF4y2BabgydF4y2Ba)在H471和HHZ之间的两个时间点。维恩图中的个体和重叠区域代表了特定和共同dap的数量。大米DAPs热图(gydF4y2BacgydF4y2Ba),gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba的DAP(gydF4y2BadgydF4y2Ba)在接种PXO99后的两个时间点H471和HHZ之间gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.每个细胞反映每个样品三个生物重复的一个DAP的归一化积累的平均值。米点分为五个主要簇,即g-i到g-vgydF4y2Ba

图3gydF4y2Ba
图3.gydF4y2Ba

PXO99接种HHZ和H471后OsbZIP23、OsCDPK13、OsMKK4和OsMPK6在HHZ和H471中的丰度gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和(gydF4y2BabgydF4y2Ba)分别表示HHZ和H471蛋白的丰度,通过western blot分析确定。利用Image j分析OsbZIP23、OsCDPK13、OsMKK4和OsMPK6的相对丰度。全长印迹图像见附加文件gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba.实验重复了三次,得到了相似的结果gydF4y2Ba

KOBAS平台用于识别富集氧化石墨烯的条件和途径揭示了这一点gydF4y2BaXoo语gydF4y2BaH471中的DAPs显著富集了14个GO项,其中核糖体蛋白(22.5%)构成了最大的一组调节蛋白(附加文件)gydF4y2Ba8gydF4y2Ba).这些蛋白的功能分类表明,大多数参与结构分子活性和RNA结合。大多数被分配到生物过程类别的蛋白质涉及翻译、蛋白质折叠和前体代谢物和能量的生成(附加文件)gydF4y2Ba8gydF4y2Ba).显著富集的KEGG通路gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba与核糖体相关(xop03010,gydF4y2BapgydF4y2Bae = 1.4gydF4y2Ba−gydF4y2Ba14)、RNA降解(xop03018,gydF4y2BapgydF4y2Ba = 1.3E−gydF4y2Ba3)、甲烷代谢(xop00680,gydF4y2BapgydF4y2Ba = 9.51E−gydF4y2Ba03)、糖质新生(xop00010,gydF4y2BapgydF4y2Ba = 1.71E−gydF4y2Ba 02), carbon metabolism (xop01200,pgydF4y2Ba = 2.75E−gydF4y2Ba 02), and the TCA cycle (xop00020,pgydF4y2Ba = 2.89E−gydF4y2Ba 02) (Additional file9gydF4y2Ba).关于稻的DAP,三个富集的GO术语是次要代谢过程,内肽酶抑制剂的活性,和肽酶抑制剂的活性,和五个富集KEGG途径是次级代谢产物生物合成(osa01110,gydF4y2BapgydF4y2Bae = 6.74gydF4y2Ba−gydF4y2Ba 03), phenylalanine metabolism (osa00360,pgydF4y2Ba = 1.23E−gydF4y2Ba02)、类黄酮生物合成(osa00941,gydF4y2BapgydF4y2Bae = 3.52gydF4y2Ba−gydF4y2Ba02)、苯丙素生物合成(osa00940,gydF4y2BapgydF4y2Bae = 4.31gydF4y2Ba−gydF4y2Ba02)和维生素B6代谢(osa00750,gydF4y2BapgydF4y2Bae = 4.55gydF4y2Ba−gydF4y2Ba02)(附加文件gydF4y2Ba8gydF4y2Ba和gydF4y2Ba9gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

丰富的差异gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba蛋白质之间的不相容和相容相互作用gydF4y2Ba

在蛋白质功能的基础上,检测gydF4y2BaXoo语gydF4y2BaDAP被分组为以下几类:III型分泌系统(T3SS),转录活化剂样(TAL)效应器,营养吸收和非特征蛋白质。在该研究中,H471和HHz之间的六种外膜蛋白(OMP)和9个依赖受体相关蛋白的丰度主要在3dpi(12/15)之间显着差异(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba一种)。类似地,一种T3S相关蛋白(HRPE,PXO_03411),一个TAL效应器(TALC3B,PXO_00505)和病毒蛋白(PXO_03361)在HHZ-3D中累积得比HHz-2d和H471-3D更多。在该研究中,VIRK蛋白(PXO_03361)在H471中累积较少,而不是在2和3 dpi中的HHz。另外,伸长因子(PXO_04524和PXO_01131)在H471中的少于3dpi的HHz(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Bab)。在这些内容的增加gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在HHZ中,DAPs在3 dpi时比在2 dpi时更明显,这些蛋白丰度在HHZ-3d vs HHZ-2d中的折叠变化明显大于H471-3d vs H471-2d。gydF4y2Ba

图4.gydF4y2Ba
图4.gydF4y2Ba

模式的gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)和水稻差异丰富的蛋白质被划分为六个主要类别,推测与不相容和相容的相互作用有关。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba外膜蛋白(Omp)和TonB依赖受体(TonB)。gydF4y2BabgydF4y2Ba在毒力相关蛋白gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.gydF4y2BacgydF4y2Ba激酶和磷酸酶。gydF4y2BadgydF4y2Ba转录因子。gydF4y2BaegydF4y2Ba植物激素相关的蛋白质。gydF4y2BafgydF4y2BaPhytoalexin-related蛋白质。gydF4y2BaggydF4y2Ba防御反应的蛋白质。红色和蓝色代表gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba和大米蛋白质gydF4y2Ba

不亲和和亲和相互作用下水稻蛋白质差异丰富gydF4y2Ba

除未知蛋白外,H471与HHZ比较中鉴定出的水稻DAPs可分为以下5类:信号转导、转录、植物激素、植物抗毒素和防御反应。层次聚类概述了蛋白质类型的不同丰度模式(图。gydF4y2Ba4gydF4y2BaC-G)。gydF4y2Ba

蛋白激酶和磷酸酶是蛋白质磷酸化的关键协同调节因子,在信号转导途径中尤为突出。在本研究中,在不相容和相容的相互作用中鉴定了21种差异丰富的蛋白激酶和12种差异丰富的蛋白磷酸酶(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Bac).钙依赖蛋白激酶(CDPKs)作为钙的功能gydF4y2Ba2+gydF4y2Ba传感器和执行器即中继特定的CagydF4y2Ba2+gydF4y2Ba通过cdpk依赖的蛋白磷酸化作用到下游成分。在本研究中,在2 dpi处,H471中OsCDPK7/OsCDPK13 (LOC_Os04g49510)的积累量是HHZ的200多倍(图。gydF4y2Ba4gydF4y2BaC,其他文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).同样,western blot检测表明,在2.5 dpi时,OsCDPK13在H471中比在HHZ中积累更多(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).H471和HHz之间的两个CDPK相关激酶(CRKS),LOM_OS04G25060 / LOC_OS04G25650和OSCRK5(LOC_OS04G56430)的丰富也显着差异。另外,体细胞胚胎发生受体激酶(SERK),OSSERK2(LOM_OS04G38480)的累积在H471中比在2DPI的HHz中大约10倍(图。gydF4y2Ba4gydF4y2BaC,其他文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联由三种蛋白激酶组成:MAPK、MAPK激酶(MAPKK)和MAPKK激酶(MAPKKK)。OsMKK4 (LOC_Os02g54600)在H471中的丰度低于HHZ(图2 dpi)。gydF4y2Ba4gydF4y2BaC,其他文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).如图8中所示。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba在H471中,OsMKK4的积累量低于HHZ。在HHZ中保持较高的丰度,而在H471中则在0.5 dpi处积累,在2 dpi处达到峰值,然后在4 dpi处下降。在蛋白质组学分析中,HHZ和H471在2和3 dpi水平上的OsMPK6积累无明显差异。然而,对OsMPK6特异性抗体的western blot检测表明,PXO99接种HHZ和H471后,OsMPK6的积累显著增加gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在0.5 ~ 4.0 dpi范围内,该蛋白在H471中的积累量远远大于HHZ(图4)。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).此外,在H471和HHZ中有14种蛋白磷酸酶差异积累,包括PP2C30 (LOC_Os03g16170)和两种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(LOC_Os03g13540和LOC_Os12g44020)。gydF4y2Ba

转录因子(TF)在植物应对病原菌的大规模转录重编程中起着关键作用。与HHZ比较,发现H471中有14个编码TFs的DAPsgydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Bad),包括bZIP、MYB、锌指、AP2、homeobox、HSF家族成员。在2或3 dpi时,H471中有7个和5个TFs比HHZ多或少。MYB家族蛋白LOC_Os01g74020在H471中积累量明显少于HHZ,但在H471中积累量明显多于HHZ。锌指家族蛋白(LOC_Os12g18120)在H471中比在HHZ中积累得多,在2和3 dpi处积累得少。gydF4y2Ba4gydF4y2Bad,额外的文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).此外,两个bZIP TFs OsbZIP23 (LOC_Os02g52780)和LOC_Os03g13614在H471中积累的数量分别比HHZ在2和3 dpi处多(图2)。gydF4y2Ba4gydF4y2Bad,额外的文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).western blot检测结果进一步证实,在2、2.5和3 dpi时,H471中的OsbZIP23比HHZ中的OsbZIP23更丰富(图2)。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba).热应激TFS(HSF)还调节基因表达响应于环境应激。在本研究中,OSHSFA2E(LOM_OS03G58160)和OSVOZ2(LOM_OS05G43950)在H471中累积的较少,而不是在2dPI的HHz中(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Bad,额外的文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

激素是信号在整个植物循环,刺激对多种环境胁迫应答的分子。2个赤霉素受体(LOC_Os07g06860和LOC_Os03g57640)的丰度和H471之间HHZ不同。具体而言,LOC_Os07g06860在H471比在两个2和3 DPI HHZ较不丰富的,而在LOC_Os03g57640 3 DPI在H471比HHZ更丰富。细胞分裂素-O-3葡糖(LOC_Os10g09990)在两个时间点(图是H471比HHZ较不丰富。gydF4y2Ba4gydF4y2Bae).值得注意的是,在H471中,以下3个pal的积累要比在HHZ中多:LOC_Os02g41630和LOC_Os04g43760在2和3 dpi处,LOC_Os02g41650在2 dpi处。gydF4y2Ba4gydF4y2Bae)。gydF4y2Ba

植物抗毒素在感染部位的积累通常与相对广谱的抗菌活性有关。此外,PAL是苯丙素合成途径中的关键酶,参与植物抗毒素的合成,对水杨酸的合成也很重要。我们观察到参与苯丙氨酸通路的几个蛋白,包括Os4CL3 (LOC_Os02g08100)、两个o -甲基转移酶(OMTs) (LOC_Os10g02880和LOC_Os08g06100)和两个咖啡酰coa o -甲基转移酶(COMTs) (LOC_Os06g06980和LOC_Os08g38900)。在接种后的一个或两个时间点上,H471比HHZ丰富得多(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf).此外,还鉴定了两个与莽草酸途径相关的DAPs。在2 dpi时,H471基因的chorismate mutase (LOC_Os01g55870)的积累量低于HHZ,而在3 dpi时则高于HHZ。相比之下,在H471中,shikimate激酶(LOC_Os02g51410)在2dpi时比在HHZ中积累更多,但在3dpi时积累较少。与樱花素生物合成相关的查尔酮-黄酮异构酶(LOC_Os11g02440)在H471中也比在HHZ中积累更多(图3 dpi)。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf).此外,参与磷酸烯醇丙酮酸合成的3个蛋白(LOC_Os03g15050、LOC_Os01g07730和LOC_Os03g27230)在H471和HHZ中积累不同。H471中LOC_Os03g15050的丰度在3 dpi处低于HHZ,而LOC_Os01g07730和LOC_Os03g27230的丰度在2和3 dpi处高于HHZ。(无花果。gydF4y2Ba4gydF4y2Baf)。gydF4y2Ba

与接种H471的HHZ植物相比,H471中有3个和2个防御相关蛋白含量分别较低和较高gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.两个含NB-ARC结构域的蛋白家族成员(LOC_Os11g44990和LOC_Os11g45090)和一个NBS-LRR抗病蛋白(LOC_Os11g38580)在H471中的积累量低于HHZ。OsPR1b (LOC_Os01g28450)和一个harpin诱导的蛋白(LOC_Os12g06220)在H471中都比在HHZ中积累得更多。值得注意的是,在2 dpi时,LOC_Os12g06220在H471中的积累量是HHZ的160倍以上(图2)。gydF4y2Ba4gydF4y2Bag,额外的文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba).此外,H471中harpin诱导的蛋白(LOC_Os04g33990)在2 dpi和3 dpi处的积累量分别比HHZ多(图)。gydF4y2Ba4gydF4y2Bag)。gydF4y2Ba

水稻和之间的相互作用过程中与SA信令相关的蛋白质丰度gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba

为了进一步研究SA有助于H471的抗病能力是否,我们分析了SA诱导OsPR1a和OsPR1b的丰度。免疫印迹试验表明,与接种PXO99植物gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在HHZ和H471中,OsPR1a水平分别在1和0.5 dpi处升高,而H471中OsPR1a水平在2.5至4 dpi处远远高于HHZgydF4y2Ba10.gydF4y2Baa).由于OsPR1b的积累量太低无法检测,我们无法量化其在HHZ中的丰度,H471在2.5和4.5 dpi时仅检测到不清晰的条带(附加文件)gydF4y2Ba10.gydF4y2Bab)。与PXO99接种后gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,H471中的SA含量迅速增加,在1.5 dpi的HHz中增加了两倍。H471中的SA含量高于HHz,在2.5和3.5dpi,在4.5dpi的HHz中降低(图。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba).这些结果表明,SA信号通路被激活响应gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在H471感染。gydF4y2Ba

图5.gydF4y2Ba
图5.gydF4y2Ba

PXO99对HHZ和H471植株游离水杨酸含量的影响gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.数据以平均值(两次重复)±标准差表示。NSgydF4y2BapgydF4y2Ba> 0.05, *gydF4y2BapgydF4y2Ba < 0.05, and ***pgydF4y2Ba< 0.001gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

近年来,蛋白质组学已成功地应用于植物抗病分析。一些与水稻BB抗性反应相关的蛋白质已经被鉴定出来。然而,关于植物-病原互作过程中病原蛋白的整体变化的信息很少。本研究同时检测了该植物寄主和病原菌的DAPs。具体来说,采用定量蛋白质组技术比较不相容(H471和PXO99)gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)和兼容(HHz和PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)交互。水稻和水稻蛋白质组的差异gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba不兼容的和兼容的交互之间揭示水稻的广谱抗BB底层有趣的分子机制。gydF4y2Ba

相关蛋白质的丰度gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba比兼容的交互过程中的不兼容的交互过程中入侵和在水稻生长明显降低gydF4y2Ba

进入宿主细胞是细菌感染的关键一步。细菌病原体利用多种毒力相关因子,包括T3SS,与宿主细胞结合,引发膜皱折和合作入侵。革兰氏阴性菌的Omps是真核细胞入侵时细菌生存所必需的[gydF4y2Ba22.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba].OmpA蛋白是宿主细胞中细菌感染/定植和细胞粘附/发育所必需的[gydF4y2Ba24.gydF4y2Ba].细菌tonb依赖的受体,参与从周围环境中吸收营养物质,和细胞外酶对相互作用也很重要gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba和大米(gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba].伸长因子对于可行性至关重要,并且是蛋白质合成所必需的。在本研究中,检测到六个OMP,九吨依赖受体和两个伸长因子相关的隔板,并且所有这些延长因子在H471中累积少于HHz。这些结果表明pxo99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba不亲和互作对入侵和生长的抑制显著大于亲和互作。大大降低了gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba人口H471是与差异蛋白质丰度一致。gydF4y2Ba

T3SS,编码为gydF4y2BaHRPgydF4y2Ba基因,在互动中起重要作用gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba以及水稻,因为它将T3效应剂注入植物细胞[gydF4y2Ba25.gydF4y2Ba].这gydF4y2BaXoo语gydF4y2BaT3效应体包括两种蛋白质集合,即TAL效应体和gydF4y2BaXanthomonas.gydF4y2Ba外蛋白质(XOP)。的TAL效应可以识别并结合相应的宿主基因,导致所述基因的转录激活介导的疾病的易感性或抗性[的启动子中的特定的DNA序列gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba].在本研究中,HrpE (PXO_03411)在H471中的积累要少于HHZ。值得注意的是,T3效应分子talC3b (PXO_00505)和OsVOZ2 (LOC_Os05g43950)在H471中也比在HHZ中积累得少。之前的研究证明了XopN之间的相互作用gydF4y2BaKXO85.gydF4y2Ba和OsVOZ2提高水稻易感性gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba[gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba].然而,在本研究中,我们无法确定基于大米的DAP名单上talC3b的靶基因。此外,PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2BaXOPN蛋白丰度在两次检查时间点H471和HHz中相似。这可能是由于基因表达的时序转变,因为所发育的宿主病原体相互作用。我们推测,当它们在植物组织中释放时,疗效Talc3b和xopn可以用作调节对感染的宿主响应的信号分子,其中它们激活其蛋白质产品在相容相互作用中有助于宿主植物的敏感性的靶基因。相比之下,由于其较低的丰度,这些蛋白质不会在不相容的相互作用中介导易感反应。阐明两个效果的功能及其主机目标将是进一步表征H471与H471之间相互作用的关键步骤gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

水稻信号转导和转录调控相关的多种蛋白参与了植物与病原的相互作用gydF4y2Ba

在植物与病原体的相互作用中,植物不仅能够感知和阻止病原体的入侵,还通过调节相关蛋白的表达或丰度和/或翻译后修饰激活多组分系统来启动防御反应。接种后gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba不同类型的水稻蛋白激酶和转录因子在亲和和不亲和互作中的积累差异显著。gydF4y2Ba

受体样激酶(RLKs)据报道,调节防御过程[gydF4y2Ba28.gydF4y2Ba].在氨基酸序列和结构差异的基础上,RLK已被分类为几种亚壳,包括富含亮氨酸的重复rlks(LRR-rlks),富含半胱氨酸的重复rlks(扣号),未知函数26 rlks的域,以及s-域名rlks,其中[gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba].作为共用密钥信号分子,CRKs影响不同的应激反应。例如,gydF4y2BaOsCRK5gydF4y2Ba响应于爆炸真菌或棕色Planthopper [gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba].在目前的研究中,OsCRK5在H471中比在HHZ中更丰富,而另一种CRK, LOC_Os04g25060/LOC_Os04g25650,在H471中比在HHZ中更少。编码CDPKs的基因对非生物应激反应至关重要[gydF4y2Ba32.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba33.gydF4y2Ba]但是它们也表达了对植物中的生物应力进行了表达[gydF4y2Ba34.gydF4y2Ba].先前的研究表明,gydF4y2BaOsCDPK7gydF4y2Ba(gydF4y2BaOsCDPK13gydF4y2Ba)的表达可由暴露于低温胁迫和高盐浓度诱导[gydF4y2Ba35.gydF4y2Ba].在本研究中,OsCDPK7 / OsCDPK13(LOC_Os04g49510)为显著更H471比HHZ丰富。MAPK级联已经信令期间植物的防御反应病原体和各种环境刺激[牵连gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba].在米饭中,几丁质Elictors可以激活OSMPK1,OSMPK5,OSMKK4和OSMKK4-OSMPK6级联来调节防御活动,包括抗微生物化合物生物合成,并诱导植物细胞死亡[gydF4y2Ba37.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba38.gydF4y2Ba].在本研究中,在1.5-3 dpi时,H471中OsMKK4和OsMPK6的积累要比HHZ中多。此外,包括PP2C30在内的14种磷酸酶DAPs和2种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶在H471和HHZ中积累不同。此前的研究表明,PP2C30与ABA受体PYL/RCAR5和SAPK2相互作用,调节ABA依赖基因的表达[gydF4y2Ba39.gydF4y2Ba].它也作为上游的调节剂gydF4y2BaHOX12gydF4y2Ba表达,可直接通过EUI1水稻起作用以控制穗抽出[gydF4y2Ba40gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

BZIP TF家族通过ABA信号通路参与植物对非生物应激的反应。例如,gydF4y2BaOsbZIP71gydF4y2BaRNAi敲除转基因品系对盐、peg诱导的渗透胁迫和ABA高度敏感[gydF4y2Ba41.gydF4y2Ba].此外,OsbZIP23是水稻ABA信号转导和生物合成以及耐旱性的中心调控因子[gydF4y2Ba42.gydF4y2Ba].此外,OsbZIP46正调控水稻ABA信号传导和耐旱性,这取决于它是否被激活[gydF4y2Ba43.gydF4y2Ba].我们的数据表明,两个bZIP TFs OsbZIP23 (LOC_Os02g52780)和LOC_Os03g13614在H471中积累的要比HHZ在2和3 dpi的多。此外,western blot检测证实,OsbZIP23在H471中积累比在HHZ中积累更多。这些结果表明,bZIP转录因子在水稻和水稻之间的不亲和互作中起重要作用gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

植物抗毒素和SA的生物合成途径在不亲和互作过程中比亲和互作过程中更明显gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba感染gydF4y2Ba

响应于病原体,植物可以产生许多植物抗毒素,包括类黄酮樱花[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba].樱花是水稻唯一已知的酚类植物抗毒素,苯酰胺,并参与其生物合成。在植物中的积累苯酰胺或樱花帮助增强细胞壁是有毒的,在感染部位的病原体[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba,gydF4y2Ba44.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba45.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba46.gydF4y2Ba].此外,SA是一种小型酚类化合物,在多种生理过程中具有重要的调节作用。植物中SA生物合成途径有两种:一种涉及肉桂酸,包括PAL催化的反应;另一种需要chorismate,包括ICS催化的反应[gydF4y2Ba47.gydF4y2Ba].SA的积累与抗菌素的表达上调一致gydF4y2BaPR.gydF4y2Ba增强抗病反应的基因[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba].SA的甲基化衍生物从感染组织扩散到远端组织,从而诱导全身获得性耐药性[gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

苯丙氨酸解氨酶是苯丙氨酸途径的关键酶,它介导类黄酮类植物抗毒素、樱花素和SA的生物合成[gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba].在本研究中,共检测到14种与酚类植物抗毒素生物合成相关的DAPs。三个PALs (OsPALs)在H471中积累的比在HHZ中多得多,而在基于chorismiter的SA生物合成途径中没有蛋白质被鉴定为DAP。此外,接种PXO99后,H471中的SA含量迅速增加gydF4y2Ba一个gydF4y2BaOsPR1b在H471中的积累量约为HHZ的2倍。这些结果表明,植物抗毒素和SA的生物合成途径在不亲和相互作用中比在亲和相互作用中被激活得更快,这意味着植物抗毒素和SA参与了H471的HR(图)。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba).gydF4y2Ba

图6.gydF4y2Ba
图6.gydF4y2Ba

H471和PXO99不相容相互作用的潜在防御途径gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.红色表示H471中的蛋白质比HHZ中丰富。白色表示在这个数据集中无法检测到蛋白质。PEP:磷酸烯醇丙酮酸;E4P:赤藓糖4-phosphate;CM: chorismate变位酶;ICS: isochorismate合成酶;朋友:苯丙氨酸ammonia-lyase;4CL: 4-香豆酸辅酶a连接酶;COMT的:caffeoyl-CoA O-methyltransferase; OMT: O-methyltransferase; CHI: chalcone-flavonone isomerase. Scaled abundance values are presented in the heat map legend. Each row in the heat map corresponds to one protein. The four boxes in each row (left to right) correspond respectively to protein abundances after the inoculation with PXO99一个gydF4y2Ba在图2和3 dpi和在H471 HHZ在2和3 dpi的gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

本研究结果证实,分析蛋白质组水平的差异对植物寄主-病原互作的特征是有用的。本文提供的蛋白质组学数据提供了全球蛋白质丰度变化的水稻和gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba在他们的交互。进一步阐明了DAPs的相关功能gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba毒力和主持人反应将导致更全面地了解植物宿主病原体相互作用的机制。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

植物材料和人工接种gydF4y2Ba

从一株BC中筛选出一株具有广谱抗性的水稻渐渗系(IL) (H471)gydF4y2Ba1gydF4y2BaFgydF4y2Ba6gydF4y2Ba来自复发父母HHz和供体父母PSBRC28之间的交叉的群体。本研究中使用了HH4和HHz线[gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba].种子播种,发芽的幼苗在幼苗苗圃中生长,13-H光(30℃):11-H黑色(26℃)光周期。中国农业科学院,中国农业科学院,中国农业科学研究所的30天幼苗移植到剧本。H471和HHz线在早期分蘖阶段与包含10的细菌溶液人工接种gydF4y2Ba5gydF4y2Ba细胞L.gydF4y2Ba−gydF4y2Ba 1Xoo语gydF4y2Ba菌株PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba(菲律宾赛6)按剪刀蘸法[gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba].Lesion长度和PXO99的生长曲线gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba在H471和HHZ如前所述进行评价[gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

透射电子显微镜法gydF4y2Ba

H471和HHz植物的叶子接种gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba菌株PXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba分别在0和3 dpi处采集,进行TEM分析。在皮损以下1mm处,用2%戊二醛0.1 mol L固定一片2mm的叶片碎片gydF4y2Ba- 1gydF4y2Ba在4℃下磷酸盐缓冲液(pH7.2)4小时,然后在相同的缓冲液中洗涤三次。作为固定后处理,将样品浸入1%锇氧化锇(OSO)中gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)溶液在室温下浸泡2小时。然后在相同的溶液中冲洗三次。2.5%乙酸铀酰染色后,标本在分级乙醇系列中脱水,然后嵌入Spurr’s培养基中。样品在40°C下聚合24小时,然后在60°C下聚合24小时,然后使用PowerTome-XL超微切片机(RMC, AZ, USA)切割样品,制作超薄切片(40 - 60 nm厚度)。制备的切片用2% (w/v)醋酸铀酰和2.6% (w/v)柠檬酸铅水溶液进行双染色,然后用H-7500透射电子显微镜(日立公司,日本)检查。gydF4y2Ba

用于蛋白质组学分析的植物和病原体样品的制备gydF4y2Ba

在这项研究中,每米10种线的植物被列入蛋白质组学分析。具体地,每个植物的最上面的叶片的5-10与PXO99接种gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.在2- dpi和3-dpi条件下,采集3株(每株3个以上叶尖)的叶尖(3 cm长),并将其组合成一个生物重复,每个基因型在每个时间点分别准备3个独立的生物重复。在2 dpi处采集的H471和HHZ叶片样品分别命名为H471-2d和HHZ-2d,在3 dpi处采集的叶片样品分别命名为H471-3d和HHZ-3d。参考样品由等量的12个样品(HHZ-2d-1/2/3, HHZ-3d-1/2/3, H471-2d-1/2/3, H471-3d-1/2/3)混合而成。gydF4y2Ba

蛋白质提取与消化gydF4y2Ba

组织在液氮中研磨,悬浮在含有10% (w/v)三氯乙酸的预冷丙酮(−20℃)中。将溶液剧烈混合后,在−20°C下沉淀16 h,然后在16,000×g (Beckman Allegra 22R)下4°C下离心30 min收集蛋白质。颗粒状蛋白质用预冷的丙酮洗涤三次。冻干后,将微丸溶解在提取缓冲液中[8 M尿素,50 mM三乙基碳酸氢铵(TEAB), pH 8.5, 1% SDS和蛋白酶抑制剂鸡尾酒(罗氏,印第安纳波利斯,美国)]。4℃,16,000×g离心20 min,收集可溶性蛋白提取物,然后用BCA试剂盒(Pierce, Rockford, IL, USA)测定蛋白浓度。gydF4y2Ba

LC-MS分析的样品处理gydF4y2Ba

用TMT10plex试剂盒(Pierce)将不同报告离子(126-131 Da)的串联质量标签作为等压标签与蛋白质结合,进行后续的相对定量。简单地说,在蛋白溶液(100 μg总蛋白)中加入100 mM TEAB,最终体积为100 μL。加入5 μL 200 mM Tris (2-carboxyethyl) phosphine (TCEP), 55℃孵育1 h。使用前立即将1管碘乙酰胺(9mg)溶于132 μL 100 mM TEAB中,制375 mM碘乙酰胺溶液。加入5 μ l 375 mM碘乙酰胺,室温黑暗孵育30分钟。用6体积预冷(−20°C)丙酮沉淀蛋白质。然后将溶液在4°C下8000×g离心10分钟,所得小球洗涤两次,一次使用预冷(−20°C) 90% (v/v)甲醇,然后使用预冷(−20°C) 100%甲醇。将蛋白质颗粒短暂干燥,在含5%乙腈的100 mM TEAB (pH 8.5)中重悬,浓度为1 μg/μL。蛋白用2.5 μg胰蛋白酶在37°C下消化过夜(Sigma,美国),然后在−80°C下保存直到分析。每100 μg样品加1管TMT标记试剂(Pierce),室温下标记1 h。 The reaction was quenched by adding 8 μL 5% hydroxylamine. The samples were labeled with TMT10plex tags. The reference sample was labeled with TMT10.gydF4y2Ba-131(额外的文件gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba).12个标记样品(HHZ-2d-1/2/3, HHZ-3d-1/2/3, H471-2d-1/2/3, H471-3d-1/2/3)分为A2 (HHZ-3d-1/2/3, H471-2d-1/2/3)和B2 (HHZ-2d-1/2/3, H471-3d-1/2/3)。A2和B2(每个样品30 μg蛋白)分别与30 μg标记的标准样品蛋白在新的微离心管中结合。gydF4y2Ba

将两种合并的蛋白质样品冻干,在溶剂A(2%乙腈,pH10)中重构,装载到X桥PST C18柱(130,5μm,250×4.6mm)(Waters,USA)上,通过基本逆转解决- 相对液相色谱(离线),梯度为5-95%溶剂B(90%乙腈,pH10),超过40分钟,并分为每个池20分馏分。根据色谱图映射收集的40分池,串联至20分,在真空下离心,并储存在-80℃直至通过LC-MS / MS进行分析。gydF4y2Ba

LC-MS / MS分析gydF4y2Ba

LC-MS/MS分析使用Q Exactive混合四极轨道rap质谱仪(Thermo Scientific, CA, USA),按照中国博德生物技术(CapitalBio Technology, China)的制造商推荐协议进行。短暂,肽混合物是由反相色谱分离与DIONEX nano-UPLC系统组成的赞誉C18 PepMap100 nano-Trap列(75μm×2厘米,2μm粒度)(热科学)连接到一个好评PepMap RSLC C18分析柱(75μm×25厘米,2μm粒度)(热科学)。上样前,样品溶解在含有4%乙腈和0.1%甲酸的样品缓冲液中。流动相B(0.1%甲酸在99.9%乙腈中)在43 min内线性梯度从3到30%,然后在1 min内增加到80%,流速为300 nL mingydF4y2Ba- 1gydF4y2Ba.纳米lc与Q精确质谱在线耦合,使用连接到纳米喷射离子源的不锈钢发射器。gydF4y2Ba

MS测量扫描采用Orbitrap质谱分析仪获得的全扫描[350-1600质荷比(m/z)]进行。在400 m/z时,质量分辨率为7万。从调查扫描中选择20个最强烈的前体离子进行MS/MS,并在400 m/z的质量分辨率为35000。所有串联质谱都是由高能碰撞解离产生的。动态排除时间设置为20秒。gydF4y2Ba

蛋白质识别,量化和分析gydF4y2Ba

使用Proteome Discoverer (version 1.4)软件(Thermo Scientific)搜索gydF4y2Ba栽培稻gydF4y2Banipponbare参考基因组RGAP 7.0数据库[gydF4y2Ba49.gydF4y2Ba)和gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2BaPXO99gydF4y2Ba一个gydF4y2BaRefseq数据库[gydF4y2Ba50.gydF4y2Ba](共32,431个蛋白质)。前体质量耐受值为20 ppm,片段质量耐受值为0.02 Da。除TMT修饰(n端和赖氨酸残基)外,半胱氨酸氨基甲基化修饰为固定修饰,蛋氨酸氧化修饰为动态修饰。消化酶是胰蛋白酶,它有两个缺失的裂口。用TMT10plex等压标记试剂(Pierce)对蛋白质进行定量。具体来说,独特的多肽被用来定量蛋白质,用最小强度替换0或缺失值。此外,如果缺少任何量化通道,值将被拒绝。采用Proteome Discoverer的靶-诱饵方法对鉴定蛋白的假发现率(FDRs)进行估计。用1%的临界值来鉴定蛋白质。如前所述进行蛋白质标准化[gydF4y2Ba51.gydF4y2Ba].所有蛋白比率与中位蛋白比率归一化,中位蛋白比率在数据归一化后为1。将三个重复的平均丰度与学生的进行比较,确定了两个样品之间的差异丰富蛋白(DAPs)gydF4y2BatgydF4y2Ba以及。在PXO99之后的每个时间点H471和HHz之间的隔板gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba接种(即,H471-2D VS HHZ-2D和H471-3D VS HHZ-3D)基于平均丰度的1.5倍变化和gydF4y2BapgydF4y2Ba < 0.05 [52.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba53.gydF4y2Ba].所有原始质谱数据和搜索结果已存放在IPROX数据库中(gydF4y2Bahttps://www.iprox.org/gydF4y2Ba),数据集标识符IPX0001741000 [gydF4y2Ba54.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

基于基因本体论和途径富集的功能分析gydF4y2Ba

蛋白质功能分析了基因本体论(GO)注解与KOBAS 2.0 [gydF4y2Ba55.gydF4y2Ba].具体地,根据分子功能,生物过程和细胞组分类别来分类蛋白质。筛选基因和基因组(Kegg)数据库的京都百科全书以鉴定蛋白质中的富集途径[gydF4y2Ba56.gydF4y2Ba].gydF4y2Ba

基于不同的蛋白质功能分类(GO术语和KEGG通路)进行层次聚类,将聚类隶属度可视化为热图,并根据热图制作热图。功能的gplot R包。gydF4y2Ba

蛋白质免疫印迹分析gydF4y2Ba

用植物蛋白提取试剂盒(CWBIO,北京,中国)从HHZ和H471幼苗中提取蛋白,用BSA蛋白检测试剂盒(CWBIO)进行定量。采用10%聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白。多克隆抗osbzip23、抗oscdpk13、抗osmkk4、抗osmpk6、抗ospr1a和抗ospr1b(北京蛋白创新公司,北京,中国)为一抗(1:2000稀释),而山葵过氧化物酶偶联山羊抗兔(Abmart,上海,中国)为二抗(1:10 000稀释)。考马斯亮蓝染色Rubisco大亚基作为负荷对照。western blot实验至少独立重复了三次,结果基本相同。给出了具有代表性的结果。gydF4y2Ba

内源性水杨酸的定量分析gydF4y2Ba

分别在接种PXO99后0、1.5、2.5、3.5和4.5 d采集HHZ和H471植株的叶尖(3 cm长)gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba保存于−80℃。内源性SA含量的量化如前所述[gydF4y2Ba57.gydF4y2Ba].对于每个时间点,分析两个生物学重复。gydF4y2Ba

可用性数据和材料gydF4y2Ba

所有原料质谱数据和搜索结果都已沉积在Iprox(gydF4y2Bahttps://www.iprox.org/gydF4y2Ba)与所述数据集标识符IPX0001741000。gydF4y2Ba

缩写gydF4y2Ba

Xoo语gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

Xanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba

人力资源:gydF4y2Ba

过敏反应gydF4y2Ba

点击:gydF4y2Ba

不同的丰富的蛋白质gydF4y2Ba

台湾海陆运输公司:gydF4y2Ba

串联大规模标签gydF4y2Ba

质:gydF4y2Ba

液相色谱 - 四极谱质谱法gydF4y2Ba

TAL:gydF4y2Ba

转录activator-likegydF4y2Ba

Omps:gydF4y2Ba

外膜蛋白gydF4y2Ba

山:gydF4y2Ba

水杨酸gydF4y2Ba

NBS-LRR:gydF4y2Ba

核苷酸结合域亮氨酸富重复gydF4y2Ba

nb-asc:gydF4y2Ba

APAF-1、R蛋白和CED-4共享的核苷酸结合接头gydF4y2Ba

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    中科院gydF4y2Ba文章gydF4y2Ba谷歌学术gydF4y2Ba

下载参考gydF4y2Ba

致谢gydF4y2Ba

感谢中国Edanz编辑有限公司的Huw Tyson博士(gydF4y2Bawww.liwenbianji.cn/acgydF4y2Ba),编辑这篇稿子的草案的英文文本。gydF4y2Ba

资金gydF4y2Ba

国家自然科学基金项目(no . 31661143009, no . 31571632);国家高技术计划项目(no . 2014AA10A603);比尔与梅琳达·盖茨基金项目(no . OPP1130530);这些资助机构在研究的设计、数据的收集、分析和解释以及手稿的撰写中没有作用。gydF4y2Ba

作者信息gydF4y2Ba

隶属关系gydF4y2Ba

作者gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

Y.Z.,Z.L.和C.v.设计了研究;F.Z.gydF4y2Ba1,4gydF4y2Ba,L.H.和D.Z.进行研究;F.Z.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和F.Z.gydF4y2Ba1,4gydF4y2Ba分析了数据;F.Z.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,F.Z.gydF4y2Ba1,4gydF4y2Ba, Y.Z.撰写了手稿。作者已经阅读并批准了手稿。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba永利周gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

伦理宣言gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

同意出版gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

提交人声明他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

附加信息gydF4y2Ba

出版商的注意事项gydF4y2Ba

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

补充信息gydF4y2Ba

额外的文件1。gydF4y2Ba

与PXO99接种后两个时间点鉴定大米蛋白两种基因型gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

附加文件2gydF4y2Ba

Xanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)在接种PXO99后两次在两个基因型中检测到蛋白质gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

额外的文件3。gydF4y2Ba

关于所有已鉴定的肽的信息。gydF4y2Ba

附加文件4。gydF4y2Ba

关于所有已鉴定蛋白质的信息。gydF4y2Ba

附加文件5.gydF4y2Ba

对所有已鉴定的蛋白质进行聚类分析。集群的表达gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)及米(gydF4y2BabgydF4y2Ba)蛋白在接种PXO99后2天和3天H471和HHZ中检测到gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba(三个生物复制)。每条水平线表示单个蛋白质,彩色线表示特定样本中相对于中值的蛋白质丰度:红色和绿色分别表示高和低积累。H471是一个由水稻抗病新基因介导的广谱超敏反应的水稻渐渗系gydF4y2BaXa39gydF4y2Ba;HHZ,黄华湛,H471的轮回亲本。gydF4y2Ba

附加文件6.gydF4y2Ba

丰富的差异gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)H471和HHz之间的蛋白在接种PXO99后的两次点gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

附加文件7。gydF4y2Ba

H471和HHZ之间的差异丰富的稻米蛋白在两个时间点与PXO99接种后gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

附加文件8.gydF4y2Ba

氧化石墨烯富集分析差异丰富gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)H471和HHz之间的水稻蛋白。gydF4y2Ba

附加文件9.gydF4y2Ba

差动丰富的KEGG途径富集分析gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba(gydF4y2BaXoo语gydF4y2Ba)H471和HHz之间的水稻蛋白。gydF4y2Ba

额外的文件10gydF4y2Ba

PXO99接种HHZ和H471后不同时间点OsPR1a和OsPR1b蛋白的积累gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.gydF4y2Ba一个gydF4y2BaOSPR1A。gydF4y2BabgydF4y2BaOSPR1B。gydF4y2Ba

附加文件11。gydF4y2Ba

涉及等压串联质量标签标记分析的一般工作流程。在接种PXO99后的第2天和第3天,对每个基因型(H471和HHZ)的叶片样品分别采集3个独立的生物重复gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.对12个样品(HHZ-2d-1/2/3, HHZ-3d-1/2/3, H471-2d-1/2/3, H471-3d-1/2/3)进行蛋白提取和定量后,将各样品等量混合制成参考样品。13个样品并行制备、酶切、并用TMT10plex标记。12个标记样品(HHZ-2d-1/2/3, HHZ-3d-1/2/3, H471-2d-1/2/3, H471-3d-1/2/3)分为A2 (HHZ-3d-1/2/3, H471-2d-1/2/3)和B2 (HHZ-2d-1/2/3, H471-3d-1/2/3)。A2和B2(每个样品30 μg蛋白)分别与30 μg标记的标准样品蛋白在新的微离心管中结合。这两个混合的蛋白样品首先被冻干、重组和分离。然后用LC-MS/MS对多肽混合物进行分析。gydF4y2Ba

附加文件12。gydF4y2Ba

图4的所有原始和非折射图像。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba和额外的文件gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba.左侧图像显示PXO99接种后0、0.5、1、1.5、2、2.5、3.5、4和4.5天HHZ中OsbZIP23、OsCDPK13、OsMKK4、OsMPK6、PR1a和PR1b蛋白的丰度gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.右侧图像显示了PXO99接种后0、0.5、1、1.5、2、2.5、3.5、4和4.5天H471中OsbZIP23、OsCDPK13、OsMKK4、OsMPK6、PR1a和PR1b蛋白的丰度gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba.蛋白质由箭头表示。gydF4y2Ba

权利和权限gydF4y2Ba

开放访问gydF4y2Ba本文根据创意公约归因于4.0国际许可证,这允许在任何中或格式中使用,共享,适应,分发和复制,只要您向原始作者和来源提供适当的信贷,提供了一个链接到Creative Commons许可证,并指出是否进行了更改。除非信用额度另有说明,否则本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创造性公共许可证中,除非信用额度另有说明。如果物品不包含在物品的创造性的公共许可证中,法定规定不允许您的预期用途或超过允许使用,您需要直接从版权所有者获得许可。要查看本许可证的副本,请访问gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba.Creative Commons公共领域奉献豁免(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba)适用于本文提供的数据,除非在数据的信贷额度中另有说明。gydF4y2Ba

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张,F.,张,F.,黄,L.gydF4y2Ba等等。gydF4y2Ba比较蛋白质组学分析揭示了新的见解和水稻之间的相互作用gydF4y2BaXanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba.gydF4y2BaBMC植物BIOL.gydF4y2Ba20,gydF4y2Ba563(2020)。https://doi.org/10.1186/s12870-020-02769-7gydF4y2Ba

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关键词gydF4y2Ba

  • 米gydF4y2Ba
  • Xanthomonas oryzae.gydF4y2Bapv。gydF4y2BaoryzaegydF4y2Ba
  • 兼容的交互gydF4y2Ba
  • 不相容的互动gydF4y2Ba
  • 定量蛋白质组gydF4y2Ba