Mechanisms Controlling Hormone-Mediated Plant Growth in Response to the Environment

激素介导的植物生长响应环境的控制机制

基本信息

  • 批准号:
    10199755
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40.74万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-01 至 2023-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT The mechanisms by which organisms alter their growth and development in response to changes in their ambient environment are largely unknown. Plants exhibit an enormous array of phenotypic plasticity because most plant organs do not arise until after the seed germinates, allowing organ size and shape to be optimized to the local environment. Because plants are sessile and photosynthetic, they are especially attuned to their light environment. Light influences every developmental transition, from seed germination to flowering, having particularly dramatic effects on the morphogenesis of seedlings. During this stage of development, light can alter the expression of thousands of genes within a few hours. Light signals do not act autonomously, but are integrated with seasonal/diurnal changes in temperature and intrinsic programs to specify correct spatial and temporal regulation of gene expression, organelle development, and cellular differentiation. The proposed studies aim to answer the following questions: (1) What are the key signaling pathways and mechanisms that translate information from the environment into changes in growth rate or the initiation of flowering? (2) Are there multiple routes to the same response? (3) In the absence of a central nervous system, how do multicellular organisms integrate a multitude of signals that are spatially and temporally separated and often send conflicting messages? (4) Can we develop predictive models of plant growth? These questions will be addressed using three stages of the plant life cycle that are well studied and known to be highly sensitive to environmental input, namely shade-induced activation of growth, light intensity-induced inhibition of growth, and shade-induced early flowering. In these contexts we will ask how a diverse set of transcriptional responses is generated by the activation of a small number of signaling pathways. The resolution of the studies will be increased using genetic sensors for specific hormone signal transduction pathways. These data will provide an in-depth analysis of hormonal responses to combinations of abiotic stresses. The diverse responses that plants exhibit to light and other environmental parameters provide a unique model system for understanding signaling pathways that regulate phenotypic plasticity. The considerable genetic resources available for each individual signaling pathway make these experiments feasible and timely. Our efforts should contribute significantly to knowledge of complex signal transduction networks and our emerging understanding of how they modulate metabolism in a spatial and temporal manner in multiple kingdoms.
项目摘要/摘要 生物体会改变其生长和发展的机制,以应对其变化 环境环境在很大程度上未知。植物表现出巨大的表型可塑性,因为 直到种子发芽之后,大多数植物器官才会出现,从而优化器官的尺寸和形状 到当地环境。因为植物是无柄和光合作用的,所以它们特别适应 轻型环境。光影响从种子发芽到开花的每个发育过渡, 特别对幼苗形态发生的戏剧性影响。在此开发阶段,光线可以 在几个小时内改变数千个基因的表达。光信号不是自主行动,而是 与季节/昼夜温度和内在程序的变化集成,以指定正确的空间和 基因表达,细胞器发育和细胞分化的时间调节。 拟议的研究旨在回答以下问题:(1)关键信号通路和什么是 将环境信息转化为增长率的变化或启动的机制 开花? (2)是否有多​​个途径相同的响应? (3)在没有中枢神经系统的情况下, 多细胞生物如何整合在空间和时间分离的多种信号和 经常发送矛盾的消息? (4)我们可以开发植物生长的预测模型吗?这些问题会 使用植物生命周期的三个阶段来解决,这些阶段经过深入研究,已知对 环境输入,即阴影引起的生长激活,光强度诱导的生长抑制, 和阴影引起的早期开花。在这些情况下,我们将询问如何多样化的转录响应 通过少量信号通路的激活产生。研究的解决将是 使用遗传传感器来增加特定激素信号转导途径。这些数据将提供 对非生物应力组合的激素反应的深入分析。 植物对照明和其他环境参数的多种反应提供了独特的模型 理解调节表型可塑性的信号通路的系统。相当大的遗传 每个单独的信号通路可用的资源使这些实验可行,及时。我们的 努力应为复杂信号转导网络和我们的新兴的知识做出重大贡献 了解它们如何以多个王国的空间和时间方式调节新陈代谢。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Crystal structure of Arabidopsis DWARF14-LIKE2 (DLK2) reveals a distinct substrate binding pocket architecture.
  • DOI:
    10.1002/pld3.446
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
  • 通讯作者:
PIF7 is a master regulator of thermomorphogenesis in shade.
  • DOI:
    10.1038/s41467-022-32585-6
  • 发表时间:
    2022-08-29
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Stretch-activated ion channels identified in the touch-sensitive structures of carnivorous Droseraceae plants.
  • DOI:
    10.7554/elife.64250
  • 发表时间:
    2021-03-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Procko C;Murthy S;Keenan WT;Mousavi SAR;Dabi T;Coombs A;Procko E;Baird L;Patapoutian A;Chory J
  • 通讯作者:
    Chory J
A Divergent Clade KAI2 Protein in the Root Parasitic Plant Orobanche minor Is a Highly Sensitive Strigolactone Receptor and Is Involved in the Perception of Sesquiterpene Lactones.
根寄生植物小列当中的分化分支 KAI2 蛋白是一种高度敏感的独脚金内酯受体,参与倍半萜内酯的感知。
  • DOI:
    10.1093/pcp/pcad026
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Takei,Saori;Uchiyama,Yuta;Bürger,Marco;Suzuki,Taiki;Okabe,Shoma;Chory,Joanne;Seto,Yoshiya
  • 通讯作者:
    Seto,Yoshiya
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