高温胁迫对小麦叶绿体psbA基因表达的影响及其调节

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基本信息

  • 批准号：
    31000688
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    汪月霞
  • 依托单位：
    河南农业大学
  • 学科分类：
    C1309.稻类作物栽培学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

小麦是我国北方最主要的粮食作物，温度是影响小麦生产的重要环境因子之一。在光合器官中，光系统Ⅱ（PSⅡ）是对高温最为敏感的组分。黄淮冬麦区灌浆期高温逆境发生频繁，使小麦PSⅡ功能过早衰退，造成籽粒发育受阻，产量锐减。psbA基因编码的D1蛋白是逆境损伤PSⅡ的主要靶位。本项目以本地栽培的小麦为材科，应用分子生物学的研究方法，主要研究：①高温胁迫下小麦叶绿体psbA基因表达的变化，及其与D1蛋白周转以及PSⅡ功能修复的关系；②水杨酸、甜菜碱预处理，对小麦叶绿体psbA基因表达的影响和高温损伤PSⅡ修复的作用以及保护机理。本项目有工作基础，研究结果不仅能够从基因水平上丰富光合作用热抑制理论，完善小麦抗高温胁迫的分子调控机理，而且对指导小麦的抗热生产，防止光合功能过早衰退提供科学依据。

结项摘要

小麦是我国北方最主要的粮食作物。黄淮冬麦区灌浆期高温逆境发生频繁，使小麦PSII功能过早衰退，造成籽粒发育受阻，产量锐减。psbA基因编码的D1蛋白是逆境损伤PSII的主要靶位。本项目以本地栽培的小麦为材料，应用分子生物学的研究方法，主要研究了高温或干旱胁迫下小麦叶绿体psbA基因表达的变化，及其与PSII功能修复的关系，以及外源水杨酸（SA）、甜菜碱（GB）、硝普钠（SNP）、脱落酸（ABA）等预处理对小麦叶绿体psbA基因表达的影响、逆境损伤PSII修复的作用及其保护机理。研究结果表明：①高温强光胁迫能够明显抑制小麦PSII的功能，降低叶片叶绿素含量，叶片PSII光化学活性以及净光合速率等指标显著降低。这种PSII功能受损与psbA基因的转录表达以及抗氧化物酶的受抑制作用有密切的联系。②外源SA处理可以保护高温强光胁迫下灌浆期小麦的PSII复合物，这种保护作用可以通过促进psbA基因的转录水平，进而加快D1蛋白的从头合成，同时也可以通过维持较高的抗氧化物酶活性，以避免或减轻小麦的光合氧化胁迫，这些都有利于高温强光胁迫下灌浆期小麦PSII的功能修复。③外源GB处理有利于高温强光胁迫下灌浆期小麦PSII功能的修复，并且与psbA基因正常转录的维持以及内源GB的聚集有关。此外，外源GB处理对小麦的保护作用也与气孔开放的调节有密切联系。④外源SNP和ABA处理可以阻止干旱胁迫下灌浆期小麦叶片水分的损失，这种保护作用可通过提高抗氧化物酶的活性、以及提高psbA基因的转录水平以保护PSII功能来实现。本项目的研究结果不仅能够从基因水平上丰富光合作用热抑制理论，完善小麦抗高温胁迫的分子调控机理，而且对指导小麦的抗热生产，防止光合功能过早衰退提供科学依据。本项目严格按照原定计划执行，顺利实现了拟定研究目标，发表论文5篇，其中SCI收录论文2篇。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Foliar-applied salicylic acid alleviates heat and high light stress induced photoinhibition in wheat (Triticum aestivum) during the grain filling stage by modulating the psbA gene transcription and antioxidant defense
叶面喷施水杨酸通过调节 psbA 基因转录和抗氧化防御，缓解小麦灌浆期热和强光胁迫引起的光抑制
  • DOI：
    10.1007/s10725-014-9889-9
  • 发表时间：
    2014-01
  • 期刊：
    Plant Growth Regulation
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Wang, Yuexia;Zhang, Huanling;Hou, Pengfei;Su, Xiaoyu;Zhao, Pengfei;Zhao, Huijie;Liu, Shuchun
  • 通讯作者：
    Liu, Shuchun
外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗叶绿体抗氧化酶及psbA基因表达的调节
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    侯鹏飞;马俊青;赵鹏飞;张欢玲;赵会杰;刘华山;赵一丹;汪月霞
  • 通讯作者：
    汪月霞
Effect of nitric oxide treatment on antioxidant responses and psbA gene expression in two wheat cultivars during grain filling stage under drought stress and rewatering
一氧化氮处理对干旱胁迫和复水下两个小麦品种灌浆期抗氧化反应和psbA基因表达的影响
  • DOI：
    10.1007/s11738-011-0740-x
  • 发表时间：
    2011-03
  • 期刊：
    Acta Physiologiae Plantarum
  • 影响因子：
    2.6
  • 作者：
    Wang, Yuexia;Suo, Biao;Zhao, Tengfei;Qu, Xiaofei;Yuan, Ligang;Zhao, Xuejuan;Zhao, Huijie
  • 通讯作者：
    Zhao, Huijie
外源ABA对干旱胁迫下不同品种灌浆期小麦psbA基因表达的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汪月霞;索标;赵鹏飞;曲小菲;袁利刚;赵雪娟;赵会杰
  • 通讯作者：
    赵会杰

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  • 发表时间：
    2013
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  • 作者：
    汪月霞;侯鹏飞;索标
  • 通讯作者：
    索标

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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