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浒苔叶绿体NAD(P)H脱氢酶的组成、分布及其介导的环式电子传递对失水胁迫的响应
结题报告
批准号:
41606161
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
高山
学科分类:
D0604.生物海洋学与海洋生物资源
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘海航、鲁晓萍、郑阵兵、王霞
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中文摘要
浒苔属于绿藻门, 是潮间带大型海藻的代表物种,也是形成“绿潮”的主要原因种。浒苔具有极强的抗逆性如耐受极端失水和渗透胁迫等。一般认为,胁迫条件下光合生物叶绿体NAD(P)H脱氢酶(NDH)介导的环式电子传递起到十分重要的作用。我们近期的研究结果表明,大型海藻中存在NDH介导的环式电子传递。为此,本项目将以浒苔为研究对象,探究浒苔NDH介导的环式电子传递与失水胁迫的协同关系;测定失水胁迫以及复水过程NDH的活性;分离正常状态的NDH,与高等植物和莱茵衣藻的NDH进行比较,解析浒苔NDH的组成及其在类囊体膜上的分布特征;进一步分离失水和复水状态的NDH,比较分析其与正常状态下NDH的组成、分布以及功能上的异同。本项目的完成不仅可以加深我们对浒苔生物学特性的认知,而且可以丰富我们对光合电子传递尤其是NDH介导的环式电子传递对逆境响应的认识,尤其对阐明“绿潮”的成因和兴衰过程具有重要的意义。
英文摘要
Ulva prolifera (Chlorophyta) is a representative species of intertidal macro-algae and is also one of the main causative species of green tides. U. prolifera is highly tolerant against many stresses such as dehydration and osmotic stress. Generally, under stress conditions, chloroplast NAD(P)H dehydrogenase (NDH)-dependent cyclic electron flow plays a vital role. Recently, we have found that NDH-dependent cyclic electron flow exist in macro-algae. Based on these results, in this program U. prolifera are chosen to investigate deeply the relationship between NDH-dependent cyclic electron flow and dehydration. We will analyze the activity of NDH during dehydration and re-hydration, separate and purify the thylakoid membranes and the NDH which will be compared with that of higher plants and Chiamydomonas reinhardtii. Moreover, we will determine the distribution of the NDH in thylakoid membrane and the responses of the composition and distribution of NDH to dehydration and re-hydration, and further clarify the link between the composition and function of the NDH during dehydration. The completion of this program will help us to understand not only the biology of U. prolifera, but also the responses of photosynthetic electron flow especially NDH-dependent cyclic electron flow to stresses. Furthermore, the completion of this program has an important significance for clarifying the cause and vicissitude of green tides.
浒苔是潮间带大型绿藻的代表物种,也是形成近年来全球性的生态灾害—“绿潮”的主要原因种。浒苔具有极强的抗逆性如耐受失水和高盐胁迫等。该项目的主要研究内容:比较分析不同胁迫状态(高盐胁迫盐度为7%,9%和11%)不同处理时间的浒苔NDH的活性以及NDH介导的环式电子传递的运转状态;分析了浒苔转录组中NDH的序列,设计了浒苔NDH的多肽并制备了浒苔NDH蛋白多克隆抗体,免疫印迹分析了不同盐度胁迫(盐度为7%,9%和11%)状态下浒苔NDH含量的变化趋势;研究了浒苔类囊体的结构特征,探究了浒苔类囊体膜蛋白对高盐胁迫的响应特征及机理。该项目建立了浒苔NDH的活性检测方法,在活体状态下检测了不同盐度胁迫状态下浒苔NDH的活性,发现在盐胁迫下浒苔NDH活性显著升高;利用自己制备的NDH的多克隆抗体,发现了在高盐状态下,浒苔NDH表达显著升高;通过透射电镜,确定浒苔的类囊体的结构特征,筛选了增溶浒苔类囊体膜蛋白的增溶剂(Digitonin,β-DM和α-DM)并确定了增溶浓度,发现了盐度胁迫条件下形成的PSII-LHCII-PSI的特异性三元复合体,其具有生理的形成可以通过PSI消耗过多能量从而保护光合膜结构。本项目的完成,为后续浒苔NDH的结构解析奠定了基础。
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:10.1111/jpy.12881
发表时间:2019
期刊:Journal of Phycology
影响因子:2.9
作者:Zhenbing Zheng;Shan Gao;Guangce Wang
通讯作者:Guangce Wang
DOI:10.1016/j.algal.2017.07.024
发表时间:2017
期刊:ALGAL RESEARCH-BIOMASS BIOFUELS AND BIOPRODUCTS
影响因子:5.1
作者:Zheng Zhenbing;Gao Shan;He Yuan;Li Zhuangyue;Li Yuanxiang;Cai Xuehua;Gu Wenhui;Wang Guangce
通讯作者:Wang Guangce
DOI:10.1111/tpj.13764
发表时间:2018
期刊:The Plant Journal
影响因子:--
作者:Zhenbing Zheng;Shan Gao;Li Huan;Guangce Wang
通讯作者:Zhenbing Zheng;Shan Gao;Li Huan;Guangce Wang
A supercomplex, approximately 720 kDa and composed of both photosystem reaction centers, dissipates excess energy by PSI in green macroalgae under salt stress
约 720 kDa 的超级复合物由两个光系统反应中心组成,在盐胁迫下通过 PSI 耗散绿色大型藻类中的多余能量
DOI:--
发表时间:2019
期刊:Plant and Cell Physiology
影响因子:4.9
作者:Shan Gao;Zheng Chi;Hailong Chen;Zhenbing Zheng;Yuxiang Weng;Guangce Wang
通讯作者:Guangce Wang
A Supercomplex, of Approximately 720 kDa and Composed of Both Photosystem Reaction Centers, Dissipates Excess Energy by PSI in Green Macroalgae Under Salt Stress
约 720 kDa 的超级复合物由两个光系统反应中心组成,在盐胁迫下通过 PSI 耗散绿色大型藻类中的多余能量
DOI:10.1093/pcp/pcy201
发表时间:2019-01-01
期刊:PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
影响因子:4.9
作者:Gao, Shan;Chi, Zhen;Wang, Guangce
通讯作者:Wang, Guangce
隐花色素PtCPF2调控三角褐指藻适应不同温度的分子机制
  • 批准号:
    42376093
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    高山
  • 依托单位:
浒苔类囊体结构和PSI、PSII等膜蛋白复合体对失水胁迫的响应机制
  • 批准号:
    41976097
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    高山
  • 依托单位:
太平洋暖池东边界盐度结构的形成和变异机制及其与ENSO的关系
  • 批准号:
    41676009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    高山
  • 依托单位:
南太平洋副热带潜沉水团的年际和年代际变化及其对赤道水团的影响
  • 批准号:
    40876011
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    44.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    高山
  • 依托单位:
实用性三维边界元数值波浪水池的建立
  • 批准号:
    40506010
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    高山
  • 依托单位:
国内基金
海外基金