课题基金基金详情
WOX5与HAM蛋白相互作用及其在拟南芥根尖生长点干细胞调控中的作用机理研究
结题报告
批准号:
31501190
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
南文斌
依托单位:
学科分类:
C1201.干细胞基础研究
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
梁永书、毛丽娜、李青青、张合琼、段东东
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
根尖干细胞维持是植物根系持续生长发育的关键。WUSCHELL (WUS)蛋白家族成员WOX5在植物根尖干细胞维持中具有非常重要的作用。最新研究发现WUS与HAIRY MERISTEM (HAM)蛋白通过蛋白质相互作用共同参与茎尖干细胞调控,但WOX5与HAM蛋白相互作用的区域、HAM在根尖干细胞调控中的作用机理等目前均不清楚。本项目将运用生物化学、遗传学和分子生物学手段,针对上述关键问题,开展WOX5与HAM蛋白之间相互作用位点鉴定、WOX5与HAM蛋白在拟南芥主根尖干细胞调控中的作用机理、WOX5和HAM与其它已知根尖干细胞调控因子间通路整合三个方面的研究。项目旨在全面揭示WOX5和HAM在植物根尖干细胞维持中的作用机理和调控网络,并查明它们与其他调控因子之间的上下游和相互调节关系。项目研究成果对揭示植物根系发育的分子机制具有重要意义,可以为农业生产中遇到的一些实际问题提供理论依据。
英文摘要
The maintenance of stem cells in root apical meristems of plants is fundamental to the sustained growth and development of the root system. WOX5, a member of the WUCHELL(WUS) family of proteins, plays a very important role in this process. A recent study in Arabidopsis shows that WUS directly interacts with HAIRY MERISTEM (HAM) family of proteins in the shoot apical meristem to regulate stem cell maintenance and some preliminary evidence that similar interaction may exists in the regulation of stem cells in the root apical meristem. However, it is currently unclear about the exact regions involved in the interaction between WOX5 and HAM proteins and also the exact mechanisms by which HAM proteins act in root stem cell regulation. In the current project, we will build on our preliminary work and use a combination of biochemical, genetic and molecular approaches to further investigate the above-mentioned mechanisms. Specifically, we will carry out the following three lines of investigations: the interacting regions within WOX5 and HAMs, the functional mechanism of WOX5/HAM in root meristem regulation and regulatory connections between WOX5/HAMs and other known key regulators of root stem cells. This project aims at uncovering new evidence about the regulatory properties of WOX5 and HAM and also their relative position within the regulatory networks of root stem cells in Arabidopsis root meristems. The outcome of the project will not only enhance our knowledge in plant developmental biology, but also have some potential applications in agriculture.
根尖干细胞维持是植物根系持续生长发育的关键,WUS蛋白家族成员WOX5在根尖静止中心细胞特异表达,对根尖干细胞的维持具有重要调控作用,研究指出WUS与HAMs蛋白家族通过相互作用共同参与茎尖干细胞调控,并且初步证据显示在根尖干细胞维持中可能具有相似的相互作用,但是WOX5和HAMs蛋白的相互作用区域以及在根尖干细胞调控中的作用机制并不清楚。项目运用生物化学、遗传学和分子生物学手段开展了WOX5与HAMs蛋白的相互作用区域、WOX5与HAMs 调控拟南芥主根干细胞维持机理、已知干细胞调控因子与WOX5与HAMs之间的关系、WOX5超表达对拟南芥幼苗生长发育的影响以及WOX5和PLT2相互作用蛋白筛选等方面的研究内容。.酵母双杂交结果显示与WUS相比,WOX5和HAMs具有较弱的蛋白相互作用,并且WOX5能通过其C端148-182氨基酸序列与HAM1发生蛋白相互作用。此外,HAMs基因缺失突变体ham1,2,3呈现短的分生组织表型和显著降低的生长素极性运输蛋白PIN2、PIN4和PIN7以及干细胞相关基因SMB、SHR、SCR和CYCD6;1的表达。但是HAMs基因的缺失不会影响根尖生长素的分布和WOX5基因的表达,并且WOX5功能的实现依赖于HAMs。进一步的遗传学证据显示MIR160调控的根冠发育和SHR调控干细胞维持依赖于WOX5和HAMs。杂交获得四突变体wox5-1ham1,2,3后分析发现其根尖呈现柱干细胞缺失和皮层/内皮层起始细胞分裂延迟的表型。以上结果说明WOX5通过其C端氨基酸序列与HAMs蛋白相互作用,共同参与调控拟南芥根尖皮层和内皮层细胞的形成和柱干细胞的维持。此外,研究发现WOX5超表达会导致拟南芥地上部分叶片卷曲、主茎弯曲,花结构异常,果荚皱缩等表型,并能诱导异位花和异位地上部分的形成。WOX5超表达还能使其诱导产生的根尖多层柱干细胞类似细胞区域生长素分布增加,细胞分裂活性增加,PIN1、PLT1、PLT2和TPST的表达增加,PIN4、PIN7、AUX1和SMB的表达降低。项目研究结果重点揭示了WOX5在拟南芥根尖皮层/内皮层形成中的作用和调控机理以及地上部分生长发育中的作用,对WOX5功能和植物干细胞维持研究具有重要的参考价值。
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:10.13592/j.cnki.ppj.2015.0537
发表时间:2016
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:南文斌
通讯作者:南文斌
DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2016.0500
发表时间:2017
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:朱晓琛;张汉马;南文斌
通讯作者:南文斌
DOI:--
发表时间:2016
期刊:西北植物学报
影响因子:--
作者:李青青;南文斌;张汉马
通讯作者:张汉马
DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2015.0621
发表时间:2016
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:张合琼;张汉马;梁永书;南文斌
通讯作者:南文斌
国内基金
海外基金