小麦CBL-CIPK信号途径对其盐胁迫下Cation/H+逆转运蛋白活性的调控机制
结题报告
批准号:
31160185
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
53.0 万元
负责人:
江行玉
依托单位:
学科分类:
C0503.细胞感应与环境生物物理
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓用川、郝岗平、訾亮、杨吟宇、顾洪雁
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中文摘要
CBL和CIPK蛋白广泛分布在植物中,它们与植物响应逆境的关系十分密切。到目前为止,除模式植物拟南芥和水稻外,对其它植物的CBL和CIPK蛋白的生物学功能的研究还很少,即使在拟南芥中,研究清楚的CBL-CIPK调控途径也很有限。本项目拟在我们前期对小麦TaSOS1和TaNHX功能分析、获取TaSOS2(CIPK)片段的基础上,克隆小麦CBLs和CIPKs基因,采用酵母双杂交和双分子荧光互补技术,筛选出细胞膜和液泡膜上的CBL/CIPK互作复合体;利用相应的酵母或者拟南芥突变体研究定位在细胞膜和液泡膜上的CBL/CIPK激酶复合体对小麦质膜和液泡膜上的Cation/H+逆转运蛋白功能的调控;RNAi技术抑制CBL-CIPK信号途径相应基因在小麦中的表达, 利用基因沉默的小麦研究该信号途径对小麦体内离子运输的调节, 从而进一步阐明CBL-CIPK通过调控其Cation/H+活性的小麦耐盐机制。
英文摘要
小麦Na+/H+逆向运输蛋白TaNHX2与液泡膜NHX的同源性很高,但分布在内质网或者高尔基体等内膜系统上,具有K+/H+逆向运输的功能,可通过维持小麦体内K+平衡调节小麦的耐盐性。.SOS1可利用细胞膜H+-ATPase AHA分解ATP形成跨细胞膜H+梯度把细胞内过量的Na+运到细胞外,从而提高植物耐盐性。我们克隆了海马齿的SOS1和AHA1基因,利用酵母研究了SOS1和AHA1的协调作用,证明了SOS1可利用AHA1产生的H+梯度更高效地外排细胞质内的Na+,两个基因共表达酵母的耐盐性显著增强。.受盐胁迫影响,植物细胞内Ca2+水平升高,作为第二信使的Ca2+可把盐胁迫信号传给植物细胞,调节植物的耐盐性。我们利用提纯的细胞膜测定了植物细胞膜的Ca2+/H+交换活性,并发现Ca2+-ATPase可能还有Ca2+/H+交换功能,可在不同水平上调节细胞内Ca2+平衡,为研究植物维持细胞内Ca2+平衡提供了新的机理。 .CBL-CIPK作为一种重要的Ca2+信号系统,与植物对非生物逆境应答关系密切。我们从小麦中克隆了TaCBL1、TaCBL2、TaCBL4、TaCBL6、TaCBL7、TaCIPK9、TaCIPK10、TaCIPK15、TaCIPK23、TaCIPK24、TaCIPK30和TaCIPK31等基因,研究发现了TaCBL1能分别与TaCIPK9、TaCIPK15、TaCIPK23互作,TaCBL2只与TaCIPK15互作。其中,TaCBL4可与TaCIPK24互作。在小麦体内,CIPK24可通过使两个丝氨酸残基磷酸化调节SOS1的活性;CBL4和CIPK24互作形成的复合体还可以通过其它位点调控SOS1外排Na+的功能,并且CIPK24与CBL4-CIPK24复合体调节SOS1活性的效果是可以叠加的。.由于C末端上存在功能抑制区,所以如不受SOS2-SOS3复合体调节,SOS1处于非活性状态。通过修饰小麦SOS1的抑制区,得到一个不需要SOS2/SOS3调控就能高水平运输Na+的超活性突变SOS1,相应的这个突变SOS1的转基因酵母和植物的抗盐性显著增强。.研究耐盐性不同的小麦发现Xanthine dehydrogenase可能参与活性氧代谢,与小麦盐害有关;Aldehyde oxidase可能通过参与脱落酸和生长素代谢协调地调节小麦对盐胁迫反应。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.1371/journal.pone.0137447
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Zhou Y;Yin X;Duan R;Hao G;Guo J;Jiang X
通讯作者:Jiang X
DOI:--
发表时间:2013
期刊:河南农业大学学报
影响因子:--
作者:董中东;陈锋;崔党群;许海霞
通讯作者:许海霞
DOI:10.1007/s11738-012-0974-2
发表时间:2012-03
期刊:Acta Physiologiae Plantarum
影响因子:2.6
作者:Zhihui Xia;Feng Chen;Dangqun Cui;Xingyu Jiang
通讯作者:Xingyu Jiang
DOI:10.1371/journal.pone.0078098
发表时间:2013
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Xu Y;Zhou Y;Hong S;Xia Z;Cui D;Guo J;Xu H;Jiang X
通讯作者:Jiang X
DOI:--
发表时间:2013
期刊:热带生物学报
影响因子:--
作者:史进弘;曲莹;江行玉;邓用川
通讯作者:邓用川
木薯细胞膜硝酸盐运输蛋白功能调控机理
  • 批准号:
    31660253
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    江行玉
  • 依托单位:
磷酸化和去磷酸化对木榄细胞膜Na+/H+逆转运蛋白功能的调节
  • 批准号:
    31260218
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    江行玉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金