Understanding the role of the novel gene, SENSITIVE-TO-FREEZING10 (SFR10), in integrating freezing and light acclimation in plants

了解新基因 SENSITIVE-TO-FREEZING10 (SFR10) 在整合植物冷冻和光适应方面的作用

基本信息

  • 批准号:
    2713759
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Improving crop resilience to stresses including freezing is a key challenge to agriculture in the face of an unpredictable climate. Cold acclimation allows plants to increase their freezing tolerance through a program of transcriptional and metabolic alterations in response to cool conditions before the onset of winter. The interaction between light and cold acclimation has previously been studied, with light appearing to be important for establishing freezing/cold tolerance especially under long day conditions. Specifically, parameters linked to photosynthetic electron transport are affected by light levels during cold acclimation, and elevated light intensities at normal growth temperatures may induce freezing tolerance. Light also influences the expression level of cold-regulated genes, however, the molecular basis of the interaction between light and cold acclimation is poorly understood. We have shown the gene SENSITIVE-TO-FREEZING 10 (SFR10) encodes a chloroplast-located protein that is necessary for full cold acclimation to freezing stress in Arabidopsis and photosynthetic acclimation to high light levels (unpublished data). Homologues exist across a range of monocot and dicot species, making SFR10 a strong candidate for improving crop productivity and stress resilience. This project will use complementary approaches to understand the mechanistic basis of SFR10's effect whilst revealing its molecular evolution and mutations responsible for increased freezing tolerance. The project will begin with a thorough characterisation of SFR10 loss- and gain-of-function Arabidopsis plants for cold-acclimation-induced freezing tolerance, photosynthetic acclimation, productivity and metabolite content under normal and stress conditions as well as examining the localisation of GFP-tagged SFR10 in response to cold and high light. Preliminary examination of the SFR10 protein sequence reveals a potential DNA-binding domain so it is possible SFR10 regulates the expression of other genes. The candidate will seek to identify chloroplast-localised DNA and protein interactors of SFR10 and will analyse and validate existing RNAseq data to identify SFR10-responsive transcripts. Further to this, we will perform a complementary evolutionary analysis of hundreds of SFR10 homologs from a wide range of angiosperms hailing from different climates, available in GenBank, within the framework of phylogenetic analyses for positive selection. This will allow us to pinpoint potential amino acid switches within the SFR10 protein responsible for increased freezing tolerance. SNPs encoding such amino acid switches will be queried empirically by complementing a complete loss of function sfr10 mutant with modified SFR10 sequences and if time allows, by creating CRISPR-Cas modified Brassica napus, and testing them for freezing tolerance and light acclimation.
面对变幻莫测的气候,提高作物对包括严寒在内的逆境的适应能力是农业面临的一项关键挑战。冷驯化允许植物通过一系列转录和代谢变化来提高它们的耐寒性,以应对冬季到来之前的寒冷条件。光和冷驯化之间的相互作用已经被研究过,光似乎对建立耐寒能力很重要,特别是在长日照条件下。具体地说,与光合作用电子传递有关的参数在低温驯化过程中受到光照水平的影响,正常生长温度下较高的光照强度可能会诱导植物耐寒。光也影响冷调节基因的表达水平,然而,光和冷驯化相互作用的分子基础还不清楚。我们已经证明了对冷冻敏感的基因10(SFr10)编码一种叶绿体定位的蛋白,这是拟南芥完全适应低温胁迫和光合作用适应高光胁迫所必需的(未发表的数据)。同源物存在于一系列单子叶和双子叶植物中,使SFr10成为提高作物生产力和抗逆性的有力候选者。该项目将使用互补的方法来了解SF10的S效应的机制基础,同时揭示其分子进化和导致耐寒性增强的突变。该项目将首先对SFr10功能丧失和功能获得的拟南芥植株在正常和胁迫条件下的耐寒性、光合作用驯化、生产力和代谢物含量进行彻底的表征,并研究GFP标记的SFr10在寒冷和强光下的定位。对SFr10蛋白序列的初步检测显示了一个潜在的DNA结合域,因此SFr10可能调节其他基因的表达。候选人将寻求确定SFr10的叶绿体定位的DNA和蛋白质相互作用因子,并将分析和验证现有的RNAseq数据,以确定SFr10响应的转录本。此外,我们将在正向选择的系统发育分析框架内,对来自不同气候的各种被子植物的数百个SFr10同源物进行互补进化分析。这将使我们能够准确定位SFr10蛋白中潜在的氨基酸开关,这些开关与提高耐寒性有关。编码这种氨基酸开关的SNPs将通过用修改的SFr10序列来补充完全丧失功能的SFr10突变体,如果时间允许的话,通过创造CRISPR-Cas改良的甘蓝型油菜,并测试它们的耐寒性和光照驯化来进行经验性的质疑。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

PfAP2-R介导的PfCRT转录调控在恶性疟原虫对喹啉类药物抗性中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82372275
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Sestrin2抑制内质网应激对早产儿视网膜病变的调控作用及其机制研究
  • 批准号:
    82371070
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Understanding how exocrine-derived signals promote beta cell growth
了解外分泌信号如何促进 β 细胞生长
  • 批准号:
    10750765
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding the synergistic roles of water insecurity and food insecurity in the health of Mexican adults
了解水不安全和粮食不安全对墨西哥成年人健康的协同作用
  • 批准号:
    10647464
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding and rewiring cellular behavior with synthetic biology approaches
用合成生物学方法理解和重新连接细胞行为
  • 批准号:
    10662938
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding and optimizing antibody-based interventions against neonatal HSV infection
了解和优化针对新生儿 HSV 感染的抗体干预措施
  • 批准号:
    10752835
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding the Heterogeneity of Nanoscale Extracellular Vesicles, Exomeres, and Supermeres using Next Generation Optical Nanotweezers
使用下一代光学纳米镊子了解纳米级细胞外囊泡、外泌体和 Supermeres 的异质性
  • 批准号:
    10714221
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Towards the understanding of how chaperones function and prevent amyloidogenic diseases
了解伴侣如何发挥作用并预防淀粉样蛋白形成疾病
  • 批准号:
    10734397
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding and targeting fibroblast activation in influenza-triggered lung inflammation and post-viral disease
了解和靶向流感引发的肺部炎症和病毒后疾病中的成纤维细胞激活
  • 批准号:
    10717809
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Understanding how social interactions influence reward-seeking behaviors: Developmental mechanisms
了解社交互动如何影响寻求奖励的行为:发展机制
  • 批准号:
    10716898
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Kipiyecipakiciipe "coming home": Establishing clinical cultural neuroscience as a tool for understanding the role of traditional cultural engagement in mitigating substance misuse and disorder
Kipiyecipakiciipe“回家”:建立临床文化神经科学作为理解传统文化参与在减轻药物滥用和疾病中的作用的工具
  • 批准号:
    10740237
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Genomic and bioinformatic approaches for understanding the effects of childhood adversity on primary tooth formation and caries development in young children
基因组和生物信息学方法用于了解童年逆境对幼儿乳牙形成和龋齿发展的影响
  • 批准号:
    10739519
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了