水稻耐盐响应中磷脂酶C介导的磷酸肌醇平衡和钙信号
批准号:
31570270
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
章文华
依托单位:
学科分类:
植物与环境互作
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
井文、沈立轲、李莉、邓平、严沛雯
中文摘要
磷酸肌醇(PIs)是磷脂酰肌醇(PtdIns)及其磷酸化产物的总称。经典磷脂酶C(PI-PLC)水解PtdIns(4,5)P2,生成二酰甘油和肌醇1,4,5-三磷酸。与动物细胞不同,植物细胞PtdIns(4,5)P2含量远低于PtdIns4P。我们发现了一个盐敏感的、水稻PI-PLC基因突变体(osplc1),体外试验表明,OsPLC1对 PtdIns4P的活性远远大于对PtdIns(4,5)P2。我们将以OsPLC1为研究对象,利用荧光标记的PIs探针蛋白,在细胞和植株水平上探索PtdIns4P是否作为水稻PI-PLC底物的证据;分析盐响应过程中PI-PLC活性是否影响PtdIns4P和PtdIns(4,5)P2 平衡,以及此平衡变化对耐盐性的作用。研究PI-PLC及其水解产物是否、如何调控Ca2+ 信号。本研究有望揭示植物PI-PLC的特异性,并阐明其在水稻耐盐中的作用机理。
英文摘要
Phosphoinositides (PIs) refer collectively to a group of membrane lipids comprising phosphatidylinositol (PtdIns) and its phosphorylated counterparts. Classic PLC (PI-PLC) hydrolyzes PtdIns(4,5)P2 to generate diacylglycerol and inositol1,4,5-trisphosphate. In plant cells, however, the concentration of PtdIns(4,5)P2 is much lower than that of PtdIns4P. We have identified a rice osplc1 mutant which is sensitive to salt stress. The protein of OsPLC1 expressed in E. coli showed a greater activity toward to PtdIns4P than to PtdIns(4,5)P2. In this project, we plan to determine whether this PI-PLC hydrolyzes PtdIns4P in cells and in planta, using PIs sensors. We will investigate the effects of salt-induced PI-PLC activation on the balance between PtdIns4P and PtdIns(4,5)P2, and salt tolerance. Whether and how Ca2+ signals are affected by the PLC hydrolysis products will also be explored in this project. The research will promote the identification of plant unique PI-PLC, and its function in rice resistance to salt stress.
磷酸肌醇(Phosphoinositides,PIs)是磷脂酰肌醇(Phosphatidylinositol, PtdIns)及其磷酸化产物的总称。以前的认知是植物细胞和动物细胞一样,磷脂酶C(PI-PLC)水解PtdIns(4,5)P2,生成DAG和InsP3;而且PI-PLC与PIs的变化是否有关,尚没有遗传、分子水平上的证据。通过本项目研究,我们取得以下主要成果:1)从水稻基因组的4个OsPLCs基因中,鉴定出OsPLC1正调控水稻耐盐性。2)OsPLC1在各组织表达,其蛋白定位于胞质和质膜;盐处理下胞质OsPLC1向膜结合增加。3)生化分析发现OsPLC1是PI-PLC,利用磷脂酰肌醇-4-磷酸(PtdIns4P)和磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PtdIns(4,5)P2)为底物,但不水解磷脂酰胆碱(PC);其活性受Ca2+激活。4)水稻细胞中PtdIns4P 的含量是PtdIns(4,5)P2的20倍左右,盐处理下PtdIns4P和PtdIns(4,5)P2含量下降,OsPLC1参与其水解过程。5)明确水稻Ca2+信号响应盐胁迫,OsPLC1调节Ca2+信号。总之,我们的工作发现,水稻中存在与动物细胞不同的PtdIns4P转化途径和生理功能,首次利用遗传材料阐明耐盐响应中水稻PLC是PtdIns4P和Ca2+ 信号之间的主要调节者。
期刊论文列表
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专利列表
Characterization and Fine Mapping of a Rice Leaf-Rolling Mutant Deficient in Commissural Veins
连脉缺陷型水稻卷叶突变体的表征和精细定位
DOI:
10.2135/cropsci2017.04.0227
发表时间:
2017
期刊:
Crop Science
影响因子:
2.3
作者:
[Jing Wen, Cao Chengjuan, Shen Like, Zhang Hongsheng, Jing Guangqin, Zhang Wenhua]
通讯作者:
Zhang Wenhua
A phosphoinositide-specific phospholipase C pathway elicits stress-induced Ca2+ signals and confers salt tolerance to rice
磷酸肌醇特异性磷脂酶 C 途径引发应激诱导的 Ca2 信号并赋予水稻耐盐性
DOI:
10.1111/nph.14426
发表时间:
2017-05-01
期刊:
NEW PHYTOLOGIST
影响因子:
9.4
作者:
[Li, Li, Wang, Fawei, Zhang, Wenhua]
通讯作者:
Zhang, Wenhua
Phosphatidic acid promotes the activation and plasma membrane localization of MKK7 and MKK9 in response to salt stress
磷脂酸促进 MKK7 和 MKK9 的激活和质膜定位以响应盐胁迫
DOI:
10.1016/j.plantsci.2019.110190
发表时间:
2019
期刊:
Plant Science
影响因子:
5.2
作者:
[Shen Like, Zhuang Baocheng, Wu Qi, Zhang Hongsheng, Nie Jianing, Jing Wen, Yang Lele, Zhang Wenhua]
通讯作者:
Zhang Wenhua
水稻bHLH类转录因子RST2负调节水稻耐盐性的分子机制
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批准号:32171956
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:章文华
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依托单位:
磷脂酸: 基于FRET的分析及其在植物响应逆境中的作用机理研究
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批准号:31770294
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:章文华
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依托单位:
磷脂调控GEF并转导ABA信号的分子机理
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批准号:91117003
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:150.0万元
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批准年份:2011
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负责人:章文华
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依托单位:
PLC和DAG激酶联合介导的脂信号调节水稻耐盐的分子机理
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批准号:31171461
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2011
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负责人:章文华
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依托单位:
植物脂和小G蛋白介导ABA信号的分子机制研究
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批准号:90817014
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2008
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负责人:章文华
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依托单位:
磷脂酶D在植物抗旱信号转导中的作用与机理
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批准号:30470162
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项目类别:面上项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2004
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负责人:章文华
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依托单位:
极端环境诱导的一种新型多胺的分子结构和功能
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批准号:30370850
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2003
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负责人:章文华
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依托单位:
作物体内脯氨酸与多胺代谢的关系及对耐盐性的效应
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批准号:30070455
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项目类别:面上项目
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资助金额:13.0万元
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批准年份:2000
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负责人:章文华
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依托单位:
国内基金
海外基金