课题基金 / 基金详情

CPD11调控叶绿体分裂的分子机制

批准号:
31570182
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
高宏波
依托单位:
学科分类:
植物生殖与发育
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
马凤翔、刘小敏、何湘伟、刘平丽、李劲宇、吴碧波、贾宁、安传敬、常宁

项目摘要

结项摘要

项目成果

高宏波的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
叶绿体分裂是一个重要的生物学过程。叶绿体作为光合作用的主要场所,其各种生理活动,包括叶绿体分裂,必定且也有必要受到外界环境的影响。人们目前已经鉴定出了很多叶绿体分裂基因,然而关于叶绿体分裂调控的分子机制的研究却很少,尤其是在蛋白质修饰水平上的研究。我们通过突变体筛选和图位克隆法鉴定了一个新的叶绿体分裂基因,CPD11。令人意外的是,该基因编码一种负责蛋白质修饰的酶,硫氧还蛋白。我们猜测CPD11可能通过感受其所处亚细胞环境的变化来修饰某一种叶绿体分裂蛋白—通过改变其二硫键的氧化还原状态来调节其活性,进而影响叶绿体的分裂。本项目计划通过对CPD11的亚细胞定位和生化分析等方法鉴定受CPD11调控的叶绿体分裂蛋白,研究环境因素如何通过CPD11对有关叶绿体分裂蛋白的活性调节来影响叶绿体的分裂,分析该调节机制在植物中的起源和进化。
英文摘要
Chloroplast division is an important biological process. As a major place of photosynthesis, its physiological activities, including chloroplast division, must and should be affected by environmental factors. Many chloroplast division genes have been identified so far, but studies on the mechanism of the regulation of chloroplast division were rare, especially at the level of protein modification. Through mutant screening and mapped-based cloning, we have identified a new chloroplast division gene, CPD11. Surprisingly, it encodes an enzyme for protein modification, thioredoxin. We suspect that CPD11 may respond to the changes of its subcellular environment and modify a chloroplast division protein—regulate its activity through changing the redox state of its disulfide bond, and affect chloroplast division. This project plans to identify the chloroplast division proteins regulated by CPD11 through subcellular localization study of CPD11 and biochemical analysis, analyze how environmental factors affect chloroplast division through CPD11’s regulation of a chloroplast division protein, and study how this regulation mechanism was evolved.
叶绿体是光合作用的主要场所。叶绿体分裂增殖是一个重要的细胞生物学过程,它对于植物的光合作用以及环境适应都具有重要意义。经过多年的研究,人们发现了很多参与叶绿体分裂的蛋白质,对叶绿体分裂的过程有了一个基本的了解。然而,目前关于环境因素如何调控叶绿体的分裂的分子机理方面的研究却几乎没有。.. 本项目通过EMS诱变和突变体筛选鉴定到了一个叶绿体分裂突变体,通过图位克隆发现了一个新的叶绿体分裂基因。该基因编码一个对蛋白质的氧化还原状态进行调控的蛋白—硫氧还蛋白。YFP融合蛋白表达载体转化突变体可以互补突变表型。在转基因植物中,YFP定位于叶绿体膜上。我们制备了多种叶绿体蛋白的抗体,同时通过蛋白质组和免疫印迹实验分析,发现了受突变体影响从而不稳定的叶绿体蛋白。进一步的生化和分子生物学实验分析显示CPD11可以与其互作。通过生理和环境实验分析发现CPD11的氧化还原状态受光照等条件的影响。通过抗生素对叶绿体的功能进行抑制,发现可以抑制活性氧的水平和cpd11突变体的表型。cpd11突变体的叶绿体类囊体结构也有一些异常,其光系统I的功能也可能受到影响。综合这些结果,我们认为CPD11通过响应光照以及多种环境胁迫条件对其靶蛋白的氧化还原状态进行调控,进而调控叶绿体的分裂。另外,CPD11可能还调控其他一些重要叶绿体蛋白的功能。CPD11在陆生植物中高度保守,可能对陆生植物的进化和环境适应过程中发挥重要功能。.. 植物细胞有细胞壁,不利于抗体的通过,所以之前叶绿体分裂蛋白的免疫荧光染色采用石蜡切片的方法。该方法耗时且繁琐。我们利用原生质体系统,通过试验各种条件,开发出了一种简单快捷的叶绿体分裂蛋白的免疫荧光染色实验方法。 .. CPD11的一个靶蛋白的编码基因的内含子剪接有异常,因此我们系统分析了拟南芥基因组中的内含子及其剪接情况。我们发现最大的内含子可以大于10 kb,这甚至大于T-DNA,而大多数内含子的大小是100到200 bp左右。我们还发现很多预测的极小内含子并不存在,而能够被证实存在的最小内含子是59 bp,这可能和内含子的剪接机制以及剪接体的工作机制有关。这些发现拓展了人们对植物内含子的认识,还产生了一些有意义的启示。
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
DOI: 10.13592/j.cnki.ppj.2016.1012
发表时间: 2016
期刊: 植物生理学报
影响因子: --
作者: [李劲宇, 安传敬, 刘小敏, 高宏波]
通讯作者: 高宏波
Large Introns of 5 to 10 Kilo Base Pairs Can Be Spliced out in Arabidopsis.
拟南芥中可剪接 5 至 10 公斤碱基对的大内含子
DOI: 10.3390/genes8080200
发表时间: 2017-08-11
期刊: Genes
影响因子: 3.5
作者: [Chang N, Sun Q, Hu J, An C, Gao AH]
通讯作者: Gao AH
DOI: 10.1093/gbe/evy197
发表时间: 2018
期刊: Genome Biology and Evolution
影响因子: 3.3
作者: [Wenzhen Cheng, Yunlin Zhou, Xin Miao, Chuanjing An, Hongbo Gao]
通讯作者: Hongbo Gao
叶绿体分裂末期进行的分子机制
  • 批准号:
    32370746
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    高宏波
  • 依托单位:
SCD基因调控叶绿体分裂和发育的分子机理
  • 批准号:
    32070696
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    高宏波
  • 依托单位:
叶绿体分裂基因CPD19的鉴定和功能研究
  • 批准号:
    31070162
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    高宏波
  • 依托单位:
ARC5与叶绿体分裂过程中外膜动态变化的分子机理
  • 批准号:
    30971439
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    高宏波
  • 依托单位:
国内基金
海外基金