AtMGT6在拟南芥吸收镁离子中的作用研究

批准号:
31170229
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
李东屏
依托单位:
学科分类:
C0204.水分和营养物质的运输与代谢
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
田连福、李其华、毛丹丹、于峰、李健、程伟、韦莉美、鲁长青
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中文摘要
镁离子在植物生长发育中起重要作用。通过细菌或酵母突变体系统,已经鉴定出两类可能的镁离子转运蛋白(AtMHX和AtMGTs),但它们在植物体内是否介导镁离子吸收或转运尚未得到证实。申请人对AtMGT和AtMHX成员的表达模式进行分析,发现只有AtMGT6的表达在根部受缺镁胁迫的诱导;且AtMGT6的两类RNAi转基因植株(MGT6-RNAi(C) (组成型),MGT6-RNAi(I)(诱导型))都对缺镁敏感,表现为黄化和生长迟滞;AtMGT6定位在质膜上且在根尖表达,暗示AtMGT6与植物镁离子吸收密切相关。本项目将从生理、细胞和遗传的途径研究MGT6-RNAi表型、AtMGT6表达与植株中镁离子含量及镁离子吸收活性之间的关联性,并探讨镁运输活性的遗传调控因素。研究结果将揭示AtMGT6在植物体内吸收与转运镁离子的作用,从而为阐明植物细胞中镁离子吸收与转运的复杂调控机制打下基础。
英文摘要
Mg2+是植物细胞中含量最丰富的二价阳离子,在植物生长发育过程中起重要作用。迄今为止,镁离子的转运机制在细菌中得到了较详细的阐释。然而,在植物中有的分子机理的研究很少。植物中已鉴定出两类可能的Mg2+运输基因家族AtMGTs/AtMRS2与AtMHX。通过对突变体的系统筛查,我们发现MGT6的RNAi转基因植株在低镁条件下生长迟滞,暗示该基因与植物吸收或运输Mg2+的关联性。对MGT6的Mg2+转运活性进行了较为系统研究,获得结果如下:.功能互补研究显示,在亚毫摩尔级Mg2+水平下,MGT6能互补缺失Mg2+转运活性的MM281细菌突变株。再以同位素63Ni2+为示踪物,对MGT6在MM281中的Mg2+转运活性作进一步分析,证明MGT6为一低亲和性Mg2+转运蛋白。.构建了MGT6组成型干扰(MGT6-RNAi(C))和诱导型干扰(MGT6-RNAi(I))的转基因植株,发现这两种RNAi转基因植株都对低镁敏感,出现植株矮小、根部变短等生长迟滞的表型。有低镁表型的MGT6-RNAi转基因植株在复镁的情况下都能恢复正常生长, 表明MGT6的两种RNAi转基因植株的低镁表型是由于MGT6表达被有效抑制所致。. 测定MGT6-RNAi转基因植株中Mg2+含量发现,在低镁浓度下(50µM Mg2+),MGT6-RNAi植株中的Mg2+含量比野生型中降低55%左右;在高镁浓度下(3mM Mg2+),MGT6-RNAi植株与野生型植株中的Mg2+含量无明显差别。. 低镁环境条件下,MGT6的表达在野生型拟南芥根部受到强烈的诱导,且诱导12小时左右,其表达水平达到顶峰,随后慢慢下降。GUS显色显示,在低镁条件下,ProMGT6::GUS植株的根尖的颜色加深,且显色范围扩大,从维管束、内皮层、皮层扩大,直到表皮、根毛,显示MGT6基因在根尖的表达受到低镁的诱导。. 亚细胞定位显示MGT6定位于细胞质膜上。MGT6在植物中吸收Mg2+的Km值为326µM,Vmax为55.25 mg kg-1 hr-1;63Ni2+同位素示踪测定MGT6在植物中吸收Mg2+的Km值为467µM,Vmax为74.07 mg kg-1 hr-1。. 综上所述,MGT6 在植物生长发育中负责低镁环境中Mg2+的吸收,从而揭示了植物适应低镁环境的一种分子机制。
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
Arabidopsis Transporter MGT6 Mediates Magnesium Uptake and Is Required for Growth under Magnesium Limitation
拟南芥转运蛋白 MGT6 介导镁吸收,是镁限制下生长所必需的
DOI:10.1105/tpc.114.124628
发表时间:2014-05-01
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Mao, Dandan;Chen, Jian;Luan, Sheng
通讯作者:Luan, Sheng
FERONIA Receptor Kinase Controls Seed Size in Arabidopsis thaliana
FERONIA 受体激酶控制拟南芥种子大小
DOI:10.1093/mp/ssu010
发表时间:2014
期刊:Molecular Plant
影响因子:27.5
作者:Yu Feng;Li Jian;Huang Yuan;Liu Li;Li Dongping;Chen Liangbi;Luan Sheng
通讯作者:Luan Sheng
An endoplasmic reticulum magnesium transporter is essential for pollen development in Arabidopsis
内质网镁转运蛋白对于拟南芥花粉发育至关重要
DOI:10.1016/j.plantsci.2014.12.008
发表时间:2015-02-01
期刊:PLANT SCIENCE
影响因子:5.2
作者:Li, Jian;Huang, Yuan;Li, Dongping
通讯作者:Li, Dongping
FERONIA receptor kinase pathway suppresses abscisic acid signaling in Arabidopsis by activating ABI2 phosphatase
FERONIA 受体激酶通路通过激活 ABI2 磷酸酶抑制拟南芥中的脱落酸信号传导
DOI:10.1073/pnas.1212547109
发表时间:2012-09-04
期刊:PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子:11.1
作者:Yu, Feng;Qian, Lichao;Luan, Sheng
通讯作者:Luan, Sheng
蛋白激酶LCD3 通过乙烯/多胺信号途径调控水稻籽粒大小的机制研究
- 批准号:2021JJ30445
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:李东屏
- 依托单位:
一个核糖体小亚基蛋白在植物配子体发育与精卵识别中的作用研究
- 批准号:31570316
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:李东屏
- 依托单位:
两个E3连接酶在FERONIA信号通路中的作用研究
- 批准号:31371244
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:李东屏
- 依托单位:
拟南芥具生物碱转运活性的DTX基因的生理功能
- 批准号:30470972
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:18.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:李东屏
- 依托单位:
拟南芥具镁离子转运活性的MGT蛋白的生理功能
- 批准号:30370794
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:李东屏
- 依托单位:
国内基金
海外基金
