QWRF1蛋白调控微管骨架组织和过氧化物酶体功能参与拟南芥适应盐胁迫的分子机制研究

批准号:
31771489
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
朱蕾
依托单位:
学科分类:
C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹洪、马慧芳、郑茗之、兰秒、赵欢
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中文摘要
拟南芥在高盐胁迫下会产生活性氧,而过多的活性氧会对植株造成伤害。过氧化物酶体含有可以消除活性氧的过氧化物酶、过氧化氢酶等。植物细胞中过氧化物酶体的发育和运动,活性氧的平衡与细胞骨架的动态是密切相关的,但是三者在植物适应盐胁迫的过程中是如何协同起作用的仍有待深入解析。申请人前期的研究证明了拟南芥QWRF1蛋白可以结合微管并调控微管的排列组织,其突变体活性氧含量增加且对高盐胁迫敏感。本项目拟分析QWRF1是如何通过调控微管骨架的动态来影响过氧化物酶体发育及其抗氧化酶的活性进而调节了高盐胁迫下活性氧的平衡,使得拟南芥植株增强盐胁迫下的适应性。本项目提出了从微管系统和过氧化物酶体发育的协同互作研究植物耐受盐胁迫机制的新思路,研究结果将提出植物适应盐胁迫的新的细胞生物学机制,对深入了解植物适应盐胁迫的调控机理有重要的科学理论意义。
英文摘要
In plants, salt stress causes an increase in the intracellular level of reactive oxygen species (ROS), leading to tissue injury. Plant peroxisomes maintain key life processes including homeostasis of ROS. The movement and development of peroxisomes in plant cells are dependent on microtubules cytoskeleton and closely related to the production and scavenging of ROS. In addition, recent evidences indicate that microtubules play a role in peroxisome proteins import. However, the relationship of cortical microtubules arrangement, peroxisomes and ROS homeostasis during plant adaptation to salt stress remains largely unknown. Through genetic screening of Arabidopsis thaliana mutants that are sensitive to salt stress, we identified QWRF1 as a candidate negative regulator of reactive oxygen species (ROS) in response to salt stress. QWRF1 is a member of a largely uncharacterized protein family QWRF unique to the plant kingdom. Our studies have shown that the QWRF family of Arabidopsis thaliana co-localize with cortical microtubules. Research objective of this project is to identify QWRF1 as a protein dually targeted to cortical microtubules and peroxisomes. QWRF1 targeting peroxisomes by PTS1 under salt stressful conditions is depended on microtubules, and is helpful to eliminate ROS and improving plant adaption to salt stress.
花器官的生长对其形态建成以及行使正常功能至关重要。细胞完成增殖后紧接着进行细胞的扩张生长,然而花器官生长调控的分子机制仍然未知。最近的研究发现周质微管可以通过响应生长发育产生的机械力,参与调控萼片的生长发育。此外,微管结合蛋白通过影响周质微管的排列和稳定性,也能够影响花瓣的大小和形态。然而,周质微管在花器官生长发育以及育性中的作用机制还不清楚。本研究发现植物特有的QWRF家族中同源性较高的两个成员QWRF1和QWRF2在花器官生长以及植株受精过程中发挥重要作用。二者功能同时丧失可导致花丝和花瓣中周质微管排列发生改变以及花器官生长缺陷,如花丝变短、花器官排列异常等。花器官生长及排列的异常造成的物理障碍影响自然授粉,从而导致双突变体结实率下降。QWRF1和QWRF2在体内的表达模式十分相似,进一步研究发现二者都是微管结合蛋白,通过调控周质微管的排列和细胞的各向异性生长,进而影响花器官的生长以及植株育性。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Basic-leucine zipper 17 and Hmg-CoA reductase degradation 3A are involved in salt acclimation memory in Arabidopsis
碱性亮氨酸拉链17和Hmg-CoA还原酶降解3A参与拟南芥盐适应记忆
DOI:10.1111/jipb.12744
发表时间:2019
期刊:Journal of Integrative Plant Biology
影响因子:11.4
作者:Tian Lin;Zhang Yan;Kang Erfang;Ma Huifang;Zhao Huan;Yuan Ming;Zhu Lei;Fu Ying
通讯作者:Fu Ying
Arabidopsis QWRF1 and QWRF2 Redundantly Modulate Cortical Microtubule Arrangement in Floral Organ Growth and Fertility.
拟南芥 QWRF1 和 QWRF2 冗余地调节花器官生长和生育力中的皮质微管排列。
DOI:10.3389/fcell.2021.634218
发表时间:2021
期刊:Frontiers in cell and developmental biology
影响因子:5.5
作者:Ma H;Xu L;Fu Y;Zhu L
通讯作者:Zhu L
HOMEOBOX PROTEIN 24 mediates the conversion of indole-3-butyric acid to indole-3-acetic acid to promote root hair elongation
HOMEOBOX PROTEIN 24 介导吲哚-3-丁酸转化为吲哚-3-乙酸,促进根毛伸长
DOI:10.1111/nph.17719
发表时间:2021
期刊:New Phytologist
影响因子:9.4
作者:Huan Zhao;Yutao Wang;Shuai Zhao;Ying Fu;Lei Zhu
通讯作者:Lei Zhu
拟南芥PUB30介导的HB24泛素化降解途径参与盐胁迫诱导的根生长调控的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:朱蕾
- 依托单位:
拟南芥ROP6-RIC1信号途径通过调控动蛋白ARK2活性影响叶片表皮细胞形态建成
- 批准号:31571384
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:朱蕾
- 依托单位:
信号转导系统通过MAP18蛋白介导调控微丝骨架动态影响拟南芥根毛细胞顶端生长
- 批准号:31371352
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:75.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:朱蕾
- 依托单位:
拟南芥微管结合蛋白RIC1的功能分析
- 批准号:30970173
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:朱蕾
- 依托单位:
国内基金
海外基金
