梨自交不亲和基因产物S-RNase介导花粉管程序性死亡的机制
结题报告
批准号:
31071759
项目类别:
面上项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
张绍铃
依托单位:
学科分类:
C1501.果树生理与栽培学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
周孜、陶书田、秦改花、王纪忠、王春雷、吴巨友、姜雪婷、陈功、齐开杰
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中文摘要
在对梨自交不亲和性生理及分子机理研究的基础上,综合应用激光细胞生物学及生物化学等的研究手段和技术,从花粉管骨架、超微结构及生理生化代谢等方面深入研究梨花柱S-RNase介导花粉管程序性死亡的机制。内容包括花柱S-RNase介导自花花粉管程序性死亡过程的花粉管骨架(微丝及微管)、细胞核、液泡、线粒体、高尔基体等超微结构变化特点,花粉管核DNA的凝聚与片段化特性,花柱S-RNase与花粉管凋亡诱导因子(AIF)、类Caspase、细胞色素C、VPE等的协同作用,花柱S-RNase介导的花粉管囊泡转运动态(胞吞/胞吐)及分布特性等。将阐明花粉管感受花柱S-RNase的'毒害'而凋亡的'应答'反应特点,揭示配子体型自交不亲和性反应中花柱S-RNase介导自花花粉管程序性死亡的细胞超微结构与生化代谢机制,完善蔷薇科植物自交不亲和性机理的理论体系,有重要学术理论和潜在应用价值。
英文摘要
本课题主要研究梨雌蕊自交不亲和基因产物S-RNase介导花粉管程序性死亡的机制。课题组以砂梨品种“幸水”和“今村秋”为材料,综合应用激光共聚焦显微镜、免疫印迹、荧光标记及膜片钳等技术手段,开展了研究内容的相关试验,通过三年的研究,顺利完成了原计划内容。主要研究结果明确了在离体条件下,花柱S-RNase开始作用于自花花粉管的时间为处理后30 min,并随着时间的推移抑制效果逐渐增强;活体条件下,自花花粉管受到抑制停止生长的时间在自花授粉后9 h左右。探明了S-RNase引起自花花粉管线粒体膜电位去极化,线粒体内细胞色素c外泄到胞质,线粒体发生明显的溶胀现象,电子透射密度降低,脊消失,出现大量空泡;S-RNase也引起花粉管核DNA发生降解,核降解顺序是先营养核,后生殖核,确定了自花花粉管死亡具有程序性死亡特点。确定了S-RNase通过破坏自花花粉管线粒体结构及减少NADPH含量,使ROS合成受阻,减少ROS在线粒体和细胞壁上的积累,特异破坏自花花粉管顶端活性氧梯度,从而抑制花粉管钙离子通道开放、引起微丝骨架解聚,并最终引起核DNA降解的信号路径。相关研究进一步完善了梨配子体型自交不亲和性机理的理论。. 在项目执行期间,共发表与本研究相关(标明了本项目资助)的论文19篇(其中SCI论文14篇),包括New Phytologist等知名刊物。授权国家发明专利1项。培养研究生8名,其中毕业博士4名,毕业硕士4名。
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
Characterization of the S-RNase genomic DNA allele sequence in Prunus speciosa and P. pseudocerasus
大花李和假樱桃中 S-RNase 基因组 DNA 等位基因序列的表征
DOI:10.1016/j.scienta.2012.06.041
发表时间:2012-09-06
期刊:SCIENTIA HORTICULTURAE
影响因子:4.3
作者:Gu, Chao;Wu, Jun;Zhang, Shao-Ling
通讯作者:Zhang, Shao-Ling
A method to isolate male gametic nuclei from pear pollen tubes
一种从梨花粉管中分离雄配子核的方法
DOI:10.1080/14620316.2013.11512971
发表时间:2013-01
期刊:Journal of Horticultural Science & Biotechnology
影响因子:--
作者:Gao, Y. B.;Wang, C. L.;Wu, J. Y.;Wu, J.;Zhou, H. S.;Zhang, S. L.
通讯作者:Zhang, S. L.
Potassium flux in the pollen tubes was essential in plant sexual reproduction
花粉管中的钾通量对于植物有性繁殖至关重要
DOI:10.4161/psb.6.6.15322
发表时间:2011-06
期刊:Plant signaling & behavior
影响因子:--
作者:Wu JY;Jin C;Zhang SL
通讯作者:Zhang SL
DOI:10.1371/journal.pone.0061219
发表时间:2013
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Gu C;Liu QZ;Yang YN;Zhang SJ;Khan MA;Wu J;Zhang SL
通讯作者:Zhang SL
DOI:--
发表时间:2012
期刊:南京农业大学学报
影响因子:--
作者:吴巨友;吴俊;齐永杰;高永彬
通讯作者:高永彬
梨花粉PbrPME44基因调控花粉管生长的分子机制
  • 批准号:
    32172511
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
梨果实液泡糖、酸运转与转化的分子机制
  • 批准号:
    31830081
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    285.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
梨花柱多肽StEP和HT-B调控自交不亲和花粉管生长的分子机制
  • 批准号:
    31772276
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
基于脂肪酸途径的梨果实酯类香气合成调控分子机制研究
  • 批准号:
    31471839
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    95.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
梨果实糖酸性状形成的分子机制及重要功能基因的挖掘
  • 批准号:
    31230063
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    280.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
梨自交不亲和品种发生自交亲和性突变的分子机制
  • 批准号:
    30671437
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
梨配子体型自交不亲和雌蕊与花粉的识别及信号转导机制
  • 批准号:
    30270926
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
梨自交不亲和基因表达特性和蛋白产物功能的研究
  • 批准号:
    30170651
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    张绍铃
  • 依托单位:
国内基金
海外基金