E3泛素连接酶基因SAEL调控拟南芥叶片衰老机制的研究
结题报告
批准号:
31770319
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
王宁宁
依托单位:
学科分类:
C0207.植物生殖与发育
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
梅圆圆、王丹、温泽文、张熙煜、曹庆玉、郭朝霞、孙公岭、周洁、郝宁洋
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中文摘要
泛素化和可逆磷酸化作为两种重要的蛋白质翻译后修饰机制,在植物生长发育及多种信号网络调控中发挥重要作用,且两者在多种生命活动的调控中存在相互作用与协同控制。可逆磷酸化反应参与叶片衰老信号传递与衰老进程控制已广为人知,而关键因子的泛素化修饰在叶片衰老调控中的研究则相对较少;两者在叶片衰老调控中是否存在互作与协同,目前还未见报道。我们前期发现类受体蛋白激酶AtSARK和蛋白磷酸酶SSPP能直接互作并分别正向和负向调控拟南芥的叶片衰老,近期又分离鉴定了一种E3泛素连接酶基因SAEL,发现SAEL能够诱导叶片早衰,且与 SSPP发生直接互作并逆转SSPP诱导的叶片晚衰。在此基础上将综合利用多种技术手段,深入研究SAEL基因的功能,全面解析SAEL与AtSARK和SSPP在拟南芥叶片衰老调控中的相互关系,逐层探索蛋白质泛素化修饰与可逆磷酸化反应在叶片衰老调控中的协同作用机制,具有重要科学意义和创新性。
英文摘要
As two important posttranslational modification mechanisms, protein ubiquitination and phosphorylation play fundamental roles and cross talk with each other in the regulation of plant growth and development as well as many other signalling networks. The involvement of reversible phosphorylation in the signal transduction and progression-control of leaf senescence has been well-known, however, the role of protein ubiquitination has rarely been studied and whether there are synergistic cross-talks in this field between the two types of protein posttranslational modification remains elusive. We have previously reported that a leucine-rich repeat receptor-like kinase AtSARK and a PP2C-type protein phosphatase SSPP could interact with each other and were involved in the positive and negative regulation of leaf senescence respectively. Recently we identified an E3 ubiquitin ligase encoding gene SAEL as a positive regulator of leaf senescence. In addition, preliminary study has shown that SAEL could interact with SSPP and reversed the delayed senescence caused by the SSPP overexpression. In the current project of great scientific and innovative significance, we aim to functionally characterize the SAEL gene using multiple biochemical and molecular approaches, comprehensively analyze the relationship between SAEL, AtSARK and SSPP, and explore layer by layer the interplay between protein ubiquitination modifications and reversible protein phosphorylation during the regulation of Arabidopsis leaf senescence.
泛素化和可逆磷酸化作为两种重要的蛋白质翻译后修饰机制,在植物生长发育及多种信号网络调控中发挥重要作用,且两者在多种生命活动的调控中存在相互作用与协同控制。可逆磷酸化反应参与叶片衰老信号传递与衰老进程控制已广为人知,而关键因子的泛素化修饰在叶片衰老调控中的研究则相对较少;两者在叶片衰老调控中是否存在互作与协同,目前还未见报道。本项目在前期发现拟南芥类受体蛋白激酶AtSARK和蛋白磷酸酶SSPP能够直接互作并分别正向和负向调控拟南芥叶片衰老的基础上,进一步分离鉴定了一种E3泛素连接酶基因SAEL,发现SAEL与SSPP和AtSARK与SSPP之间两两互作。SAEL能够单泛素化SSPP并抑制其延缓衰老的功能,而SAEL对叶片衰老的促进作用则依赖于AtSARK的激酶活性,三者之间的复杂关系充分体现了关键因子的泛素化与可逆磷酸化这两种重要修饰机制在拟南芥叶片衰老调控中的协同作用。进一步通过文库筛选分离鉴定参与SARK、SSPP和SAEL协同作用的关键组分,发现SAUR49能够与SSPP互作并逆转其延缓叶片衰老的功能,而转录调节因子HBI1可以分别结合SAEL和SAUR49等的启动子,通过促进SAEL和SAURs的表达而负调控SSPP的功能。利用对多种材料的转录组分析,初步构建SAEL、AtSARK 和SSPP协同调控拟南芥叶片衰老的信号网络,开展对三者共同调控关键基因的筛选,发现拟南芥ACS家族成员AtACS7在SARK和SAEL诱导的早衰中都发挥重要功能,是“衰老乙烯”合成的主要贡献者,并进一步发现AtACS7具有ACS和C-S裂解酶双酶活性,两种酶活的转换可能对其在叶片发育中的功能起重要调节作用。上述研究成果的取得,为深入理解泛素化和可逆磷酸化修饰对叶片衰老信号传递与衰老进程控制的精细、协同调控,拓展和完善人们对叶片发育机制的全面认知,奠定了重要基础。
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
Dual activities of ACC synthase: Novel clues regarding the molecular evolution of ACS genes.
ACC 合酶的双重活性:有关 ACS 基因分子进化的新线索
DOI:10.1126/sciadv.abg8752
发表时间:2021-11-12
期刊:Science advances
影响因子:13.6
作者:Xu C;Hao B;Sun G;Mei Y;Sun L;Sun Y;Wang Y;Zhang Y;Zhang W;Zhang M;Zhang Y;Wang D;Rao Z;Li X;Shen QJ;Wang NN
通讯作者:Wang NN
DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2018.1001
发表时间:2018
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:周洁;温泽文;梅圆圆;王宁宁
通讯作者:王宁宁
SAUR49 Can Positively Regulate Leaf Senescence by Suppressing SSPP in Arabidopsis
SAUR49 可以通过抑制拟南芥中的 SSPP 来积极调节叶片衰老
DOI:10.1093/pcp/pcz231
发表时间:2020-03-01
期刊:PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
影响因子:4.9
作者:Wen, Zewen;Mei, Yuanyuan;Wang, Ning Ning
通讯作者:Wang, Ning Ning
DOI:--
发表时间:2021
期刊:南开大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:王亚南;孟涛;徐凡;梅圆圆;王宁宁
通讯作者:王宁宁
DOI:--
发表时间:2019
期刊:中国科学:生命科学
影响因子:--
作者:梅圆圆;温泽文;王宁宁
通讯作者:王宁宁
AtSARK-SAUP1受体-配体对鉴定及其叶片衰老调控机制的解析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
乙烯合成关键酶ACS双酶活性的生物学功能与分子演化研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
拟南芥叶片衰老过程中的乙烯合成调控机制研究
  • 批准号:
    31570293
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
大豆AAP家族基因功能的研究
  • 批准号:
    31370285
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
AtSARK与SSPP互作调控拟南芥叶片衰老分子机制的研究
  • 批准号:
    31170261
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
拟南芥ACC合成酶基因家族转录和转录后调控网络的研究
  • 批准号:
    90717105
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
大豆叶片衰老相关类受体蛋白激酶基因GmSARK的结构与功能分析
  • 批准号:
    30670193
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
五大类植物激素对拟南芥ACC合成酶基因家族调控网络的初步研究
  • 批准号:
    30470174
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
大豆叶片衰老相关的类受体蛋白激酶的分子生物学研究
  • 批准号:
    30270140
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
番茄ACC合成酶基因(LE-ACS6)的分子生物学研究
  • 批准号:
    30070075
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    王宁宁
  • 依托单位:
国内基金
海外基金