参与ABA与H2O2信号转导的ZmMPK5靶蛋白的鉴定与功能分析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    30970238
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    35.0万
  • 负责人：
    蒋明义
  • 依托单位：
    南京农业大学
  • 学科分类：
    C0206.植物激素与生长调节物质
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

先前的研究已经显示，玉米叶片中ABA活化的ZmMPK5参与ABA、H2O2诱导的抗氧化防护信号转导。然而，ZmMPK5是怎样调节抗氧化防护的目前尚不清楚。本项目试图利用酵母双杂交文库筛选玉米叶片中与ZmMPK5相互作用的靶蛋白，通过玉米原生质体瞬时表达与瞬时沉默靶蛋白基因分析确定参与ABA、H2O2诱导抗氧化防护的ZmMPK5靶蛋白，同时通过玉米原生质体定点诱变靶蛋白磷酸化位点分析阐明靶蛋白氨基酸磷酸化在ABA、H2O2诱导的抗氧化防护中的作用，进而通过靶蛋白基因沉默的转基因玉米来评估参与ABA、H2O2信号转导的ZmMPK5靶蛋白在玉米抗旱中的作用。这一研究不仅能够拓展人们对ABA诱导植物细胞抗氧化防护的信号转导机理的理解，而且对于利用分子生物学手段提高作物的抗旱性具有重要的指导意义。

结项摘要

本项目调查了玉米促分裂原活化的蛋白激酶（MAPK）ZmMPK5靶蛋白在脱落酸（ABA）诱导的抗氧化防护信号转导中的作用，同时也调查了一些ZmMPK5上下游的信号组分在这一信号转导中的作用。本项目的主要研究结果如下：.（1）利用酵母双杂交、pull-down分析、体外磷酸化分析以及双分子荧光互补分析（BiFC）澄清了两个与ZmMPK5存在相互作用的蛋白：ZmTS2与Zmbzip1。ZmTS2属于一种短链的乙醇脱氢酶/还原酶蛋白，被证实参与ABA生物合成。Zmbzip1是一种bZIP类型转录因子，被澄清能直接结合NADPH氧化酶（rboh）基因ZmrbohD启动子上的ACGT元件，上调ZmrbohD的表达，进而上调抗氧化酶基因表达。.（2）在水稻中，发现Ca2+/CaM依赖型蛋白激酶（CCaMK）OsDMI3参与ABA、H2O2以及水分胁迫应答反应，增强作物对水分胁迫的耐性。玉米中的CCaMK（ZmCCaMK）与水稻OsDMI3具有相似的作用，参与ABA、H2O2以及NO应答反应，且NO作用于ABA/H2O2下游。进一步的研究发现，ABA信号转导中，OsDMI3能够活化OsMPK1（ZmMPK5同源物），由此而导致抗氧化酶基因表达与酶活性的上调。.（3）明确了玉米钙依赖型蛋白激酶（CDPK）ZmCPK11参与ABA诱导的抗氧化防护。在这一信号转导过程中， ZmCPK11能够活化ZmMPK5，从而上调抗氧化酶活性。.（4）澄清了水稻C2H2型锌指蛋白（ZFP）ZFP182是ABA诱导抗氧化防护信号转导中的重要组分，且作用于OsMPK1的下游。.（5）明确了ZmMPK5是ABA与油菜素内酯（BR）诱导抗氧化防护信号转导的共享组分，且BR能够通过诱导NO产生从而调节ABA生物合成。. 本项目已在国际知名学术刊物如Molecular Plant、Journal of Experimental Botany以及Plant and Cell Physiology等刊物上发表论文6篇，另有2-3篇论文待发表。这些研究结果不仅加深了我们对ABA信号转导机理的认识，而且对于进一步利用分子手段提高农作物的抗逆性具有重要的指导意义。.

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
ZmCPK11 is involved in abscisic acid-induced antioxidant defense and functions upstream of ZmMPK5 in the abscisic acid signaling in maize
ZmCPK11 参与脱落酸诱导的抗氧化防御，并在玉米脱落酸信号传导中发挥 ZmMPK5 上游的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Experimental Botany
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Ding YF;Cao JM;Ni L;Zhu Y;Zhang AY;Tan MP;Jiang MY
  • 通讯作者：
    Jiang MY
Nitric oxide-activated calcium/calmodulin-dependent protein kinase regulates the abscisic acid-induced antioxidant defence in maize
一氧化氮激活的钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶调节玉米脱落酸诱导的抗氧化防御
  • DOI：
    10.1093/jxb/ers161
  • 发表时间：
    2012-08-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Ma, Fangfang;Lu, Rui;Jiang, Mingyi
  • 通讯作者：
    Jiang, Mingyi
OsDMI3 Is a Novel Component of Abscisic Acid Signaling in the Induction of Antioxidant Defense in Leaves of Rice
OsDMI3 是诱导水稻叶片抗氧化防御的脱落酸信号传导的新成分
  • DOI：
    10.1093/mp/sss068
  • 发表时间：
    2012-11-01
  • 期刊：
    MOLECULAR PLANT
  • 影响因子：
    27.5
  • 作者：
    Shi, Ben;Ni, Lan;Jiang, Mingyi
  • 通讯作者：
    Jiang, Mingyi
Nitric Oxide Mediates Brassinosteroid-Induced ABA Biosynthesis Involved in Oxidative Stress Tolerance in Maize Leaves
一氧化氮介导油菜素类固醇诱导的ABA生物合成参与玉米叶片的氧化应激耐受性
  • DOI：
    10.1093/pcp/pcq187
  • 发表时间：
    2011-01-01
  • 期刊：
    PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zhang, Aying;Zhang, Jun;Jiang, Mingyi
  • 通讯作者：
    Jiang, Mingyi

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其他文献

Nitric oxide-activated calcium/calmodulin-dependent protein kinase regulates the abscisic acid-induced antioxidant defense in maize
一氧化氮激活的钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶调节玉米脱落酸诱导的抗氧化防御
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    Journal of Experimental Botany
  • 影响因子：
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  • 作者：
    马芳芳;鲁瑞;刘慧英;石犇;张建华;谭明普;张阿英;蒋明义
  • 通讯作者：
    蒋明义
Mitogen-activated protein kinase is involved in abscisic acid-induced antioxidant defense and acts downstream of reactive oxygen species production in leaves of maize plants
丝裂原激活蛋白激酶参与脱落酸诱导的抗氧化防御，并作用于玉米植物叶片中活性氧产生的下游
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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    --
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    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
    蒋明义
水分胁迫诱导玉米叶片质外体产生H_2O_2机理
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    西北植物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱丹;蒋明义;胡秀丽
  • 通讯作者：
    胡秀丽

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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