枳SnRK2与ABF互作调控PtrBAM1介导干旱胁迫下可溶糖积累的分子机制及其抗逆功能解析

批准号:
31772273
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
刘继红
依托单位:
学科分类:
C1503.果树生长发育
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
耿晶晶、戴文珊、明如宏、Bachar Dahro、张杨、邓晓东、刘聪
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中文摘要
β-淀粉酶(BAM)介导的淀粉分解是可溶性糖形成的最主要来源。我们前期研究表明枳(Poncirus trifoliata)参与淀粉分解的BAM基因PtrBAM1受干旱和ABA诱导,但ABA信号是否以及如何调控PtrBAM1不清楚。本项目将鉴定受干旱和ABA诱导且表达与PtrBAM1最接近的ABA信号途径正调控因子SnRK2和ABF成员(命名为SnRK2.n和ABFx),阐明PtrBAM1启动子ABRE元件在干旱和ABA响应中的作用,分析SnRK2.n磷酸化ABFx特征,解析ABFx及ABFx与SnRK2.n互作调控PtrBAM1响应干旱和ABA的机制,揭示SnRK2.n和ABFx对干旱下可溶性糖积累的调控作用及抗逆功能。研究将阐明ABA信号途径调控PtrBAM1应答干旱的基因网络,揭示干旱诱导可溶性糖积累的分子机制;为产业上增糖技术研发奠定理论基础,为柑橘逆境和品质基因工程提供基因资源。
英文摘要
β-Amylase (BAM) -mediated starch degradation is the most important source of soluble sugar. PtrBAM1, a BAM gene of Poncirus trifoliata that has been shown to be involved in starch degradation, is induced by drought and ABA. However, it remains elusive whether and how ABA signaling regulates PtrBAM1. In this project, two positive regulators of ABA signaling pathway, SnRK2 and ABF, which are herein named SnRK2.n and ABFx, respectively, that are induced by drought and ABA and display expression patterns identical to PtrBAM1 will be identified. Role of the ABRE element within the PtrBAM1 promoter in response to drought and ABA will be elucidated. Phosphorylation features of ABFx by SnRK2.n will be analyzed. Mechanism underlying the regulation of PtrBAM1 by ABFx alone or in combination with its interacting partner SnRK2.n under drought and ABA treatment will be unraveled. Regulatory role of SnRK2.n and ABFx in soluble sugar accumulation under drought stress will be illustrated. In addition, function of SnRK2.n and ABFx in stress tolerance will be characterized. The current work is expected to clarify the gene network associated with the regulation of PtrBAM1 response to drought by ABA signaling pathway and to reveal the molecular mechanism underlying soluble sugar accumulation induced by drought. Meanwhile, the study aims to lay theoretical basis for exploring applied techniques to elevate sugar content in citrus industry and to provide genes of significance for stress and quality-oriented gene engineering in Citrus.
前期研究表明枳(Poncirus trifoliata)参与淀粉分解的PtrBAM1受干旱和ABA诱导,但ABA信号是否以及如何调控PtrBAM1不清楚,ABA信号转导中的哪些成员参与枳干旱胁迫应答也不清楚。本项目研究结果表明在烟草中超表达PtrBAM1基因后显著提高了转基因植株的抗旱性。通过酵母单杂交筛选,PtrABF4与PtrABR1均可与PtrBAM1启动子互作,EMSA、ChIP-PCR、双荧光素酶实验证明互作性;转基因实验证明ABF4与ABR1过表达可以提高植物的抗旱性,这一过程依赖于激活下游PtrBAM1基因的表达,增加干旱条件下可溶性糖含量。进一步研究发现PtrABF4也可以激活PtrABR1基因上调表达,同时PtrABF4与PtrABR1蛋白之间存在互作,共同存在促进PtrBAM1更高的表达,增强植物干旱胁迫下可溶性糖的含量。研究还发现ABA信号通路的PtrABF2转录因子受到上游PtrSnRK2.4的磷酸化修饰,PtrABF2和PtrSnRK2.4过表达都可以提高植物的抗旱性,反之则降低植物的抗旱能力。以上研究揭示了ABA- ABF4/ ABR1- BAM1模块在枳抗旱中的重要功能,也发掘了ABA调控植物逆境应答的新的信号调控通路。共发表论文11篇,授权国家发明专利5项,获得个人奖项和荣誉称号多项,培养研究生9人,其中博士生7人,硕士生2人。
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
The transcription factor FcWRKY40 of Fortunella crassifolia functions positively in salt tolerance through modulation of ion homeostasis and proline biosynthesis by directly regulating SOS2 and P5CS1 homologs
金柑转录因子 FcWRKY40 通过直接调节 SOS2 和 P5CS1 同源物来调节离子稳态和脯氨酸生物合成,从而在耐盐性中发挥积极作用
DOI:10.1111/nph.15240
发表时间:2018-08-01
期刊:NEW PHYTOLOGIST
影响因子:9.4
作者:Dai, Wenshan;Wang, Min;Liu, Ji-Hong
通讯作者:Liu, Ji-Hong
Genome-wide identification and expression profiling of invertase gene family for abiotic stresses tolerance in Poncirus trifoliata.
枳实非生物胁迫耐受性转化酶基因家族的全基因组鉴定和表达谱分析
DOI:10.1186/s12870-021-03337-3
发表时间:2021-11-25
期刊:BMC plant biology
影响因子:5.3
作者:Dahro B;Wang Y;Alhag A;Li C;Guo D;Liu JH
通讯作者:Liu JH
PtrCDPK10 of Poncirus trifoliata functions in dehydration and drought tolerance by reducing ROS accumulation via phosphorylating PtrAPX
枳实的 PtrCDPK10 通过磷酸化 PtrAPX 减少 ROS 积累,从而发挥脱水和耐旱作用
DOI:10.1016/j.plantsci.2019.110320
发表时间:2020-02-01
期刊:PLANT SCIENCE
影响因子:5.2
作者:Meng, Lin;Zhang, Qinghua;Liu, Ji-Hong
通讯作者:Liu, Ji-Hong
DOI:10.1111/pbi.13705
发表时间:2022-01
期刊:Plant biotechnology journal
影响因子:13.8
作者:Zhang Y;Ming R;Khan M;Wang Y;Dahro B;Xiao W;Li C;Liu JH
通讯作者:Liu JH
PtrMYB3, a R2R3-MYB Transcription Factor from Poncirus trifoliata, Negatively Regulates Salt Tolerance and Hydrogen Peroxide Scavenging.
PtrMYB3 是一种来自枳壳的 R2R3-MYB 转录因子,可负调节盐耐受性和过氧化氢清除能力
DOI:10.3390/antiox10091388
发表时间:2021-08-30
期刊:Antioxidants (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Wei T;Guo D;Liu J
通讯作者:Liu J
低温促进晚熟脐橙果实粒化的分子机制及调控网络解析
- 批准号:32330095
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:220万元
- 批准年份:2023
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
枳SnRK2.4磷酸化ABF2调控ADC基因表达和腐胺积累响应干旱逆境的分子机制和功能解析
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
PtrMYC2-PtrBADH分子模块调控枳(Poncirus trifoliata)甜菜碱积累应答低温胁迫的分子机制解析
- 批准号:31972377
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
枳β-淀粉酶基因PtrBAM1低温应答分子机制及调控网络解析
- 批准号:31572100
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
枳低温诱导转录因子PtrbHLH的功能鉴定及其抗寒机制解析
- 批准号:31272147
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
调控枳精氨酸脱羧酶基因(PtADC)干旱应答的转录因子分离及功能鉴定
- 批准号:31071778
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
柑橘NCED基因功能验证及其启动子干旱应答顺式作用元件解析
- 批准号:30871685
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
丛枝菌根提高枳(Poncirus trifoliata)抗旱性的分子机理研究
- 批准号:30671435
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
胞质体-原生质体融合创造柑桔无核种质的研究
- 批准号:30200189
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:17.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
利用GFP基因鉴定柑桔有性杂种的研究
- 批准号:30170650
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:6.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:刘继红
- 依托单位:
国内基金
海外基金
