钠钙转运蛋白SlNCL2.2和SlNCL12在番茄盐胁迫中的功能及作用机理
批准号:
31902017
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
刘敏敏
依托单位:
学科分类:
C1506.蔬菜与瓜果生长发育
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
盐胁迫是影响植物生长、导致产量和品质下降的主要非生物逆境。项目组前期对耐盐醋栗番茄TS-21开展转录组测序,鉴定到两个受盐胁迫诱导明显的钠钙转运蛋白SlNCL2.2和SlNCL12。结合MIFE和生理生化方法解析TS-21的耐盐机制,可能是位于液泡膜的SlNCL2.2和SlNCL12激活钙信号和促进Na+区隔化在液泡中,从而增强TS-21的耐盐性。本项目拟在此研究基础上,创建超表达和敲除材料,进行耐盐性鉴定,明确其在番茄盐胁迫中的作用;利用酵母功能回补和TEVC方法研究其离子转运特异性;采用荧光染色成像技术研究其在液泡区隔化中的作用;结合转录组测序研究其对钙信号的影响,综合生化、电生理以及分子生物学实验阐明其生物学功能和作用机理。研究结果有利于揭示钠钙转运蛋白在植物盐胁迫中的作用机制,丰富植物抗逆理论,同时有助于创建耐盐新材料和培育耐盐新品种,具有重要的理论意义和实用价值。
英文摘要
Salinity is a major abiotic stress that seriously affects plant growth and productivity. In our previous research, two sodium-calcium exchangers (encoding gene SlNCL2.2 and SlNCL12), which significantly induced by salt stress, were identified by using RNA-seq analysis on tomato accession of Solanum pimpinellifolium TS-21. Associated with ionic homeostasis via MIFE technique, and the performance of physiological and biochemical tests, these tonoplast-located SlNCL2.2 and SlNCL12 may stimulate calcium signaling and facilitate Na+ compartmentation in TS-21, which finally enhances the salt tolerance. Based on the above findings, this project aims to (1) constructe SlNCL2.2 and SlNCL12 overexpression and knockout materials ,and understand their roles in salinity stress tolerance using biochemical, electro-physiological (MIFE) and molecular experiments; (2) identify ion transport specificity by yeast functional complementation test and TEVC (two electrode voltage-clamp) techniques; (3) investigate their roles in Na+ compartmentalization using fluorescence staining via confocal microscopy; and (4) investigate their roles in calcium signaling pathway via transcriptome sequencing. The results will enrich our knowledge about plant salinity stress tolerance, and benefit our effort in revealing the mechanism of sodium-calcium exchangers in plants in response to salt stress and creating salt tolerant germplasm, which is of great theoretical and practical significance.
盐胁迫是一种主要的非生物逆境,严重影响作物的生长和产量。我们前期鉴定到两个受盐胁迫诱导明显的钠钙转运蛋白SlNCL2.2和SlNCL12,然而其机理尚不清楚。构建了SlNCL2.2和SlNCL12的突变体材料,进行耐盐性评估和表型观察,表明SlNCL2.2和SlNCL12可以提高番茄耐盐性。结合亚细胞定位和GUS染色等技术,发现SlNCL2.2和SlNCL12定位于膜上,主要在叶片中表达量较高。同时结合荧光染色和离子测定等技术设计实验,结果表明SlNCL2.2在盐胁迫条件下可以将Na+区隔化在液泡中从而提高植物的耐盐性。进一步结合转录组和酵母单杂交等技术表明钙信号在SlNCL2.2和SlNCL12基因调节植物耐盐有重要作用,鉴定到一个关键钙信号途径转录因子Cas2。研究还发现钠钙转运蛋白SlNCL2.2和SlNCL12在调控植物耐盐过程中可能存在具有其他新机制,激素途径可能有重要作用。研究对于培育耐盐新品种,促进番茄产业的持续健康发展,具有重要实践意义。.相关研究成果在植物学经典权威期刊Trends in Plant Science ,Critical Reviews in Environmental Science and Technology和Plant Cell and Environment发表相关论文3项,参加会议4次,在接下来的1-3 年预计发表有重要影响力的文章1-2篇。培养硕士研究生4名,其中1名已经毕业。
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:10.1080/10643389.2020.1735231
发表时间:2020
期刊:Critical Reviews in Environmental Science and Technology
影响因子:--
作者:Ting Pan;Minmin Liu;Vladimir D. Kreslavski;Sergey K. Zharmukhamedov;Chenrong Niea;Min Yu;Vladimir V. Kuznetsov;Suleyman I. Allakhverdiev;Sergey Shabala
通讯作者:Sergey Shabala
NADPH oxidases and the evolution of plant salinity tolerance
NADPH氧化酶与植物耐盐性的进化
DOI:10.1111/pce.13907
发表时间:2020-10-26
期刊:PLANT CELL AND ENVIRONMENT
影响因子:7.3
作者:Liu, Minmin;Yu, Huiyang;Shabala, Sergey
通讯作者:Shabala, Sergey
DOI:10.1016/j.tplants.2020.04.008
发表时间:2020
期刊:Trends in Plant Science
影响因子:--
作者:MinminLiu;TingPan;Suleyman I.Allakhverdiev;MinYu;SergeyShabala
通讯作者:SergeyShabala
番茄SlCAMTA2调控盐胁迫下Na+区隔化的分子机制解析
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:刘敏敏
- 依托单位:
钠钙转运蛋白SlNCL2.2盐应答转录调控机制解析
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:刘敏敏
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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