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
批准号:
31770294
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 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:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈立轲、井文、李文钰、王宁娜、金鑫、丰瑜
中文摘要
磷脂酸PA是结构最简单的磷脂,在所有生物体中起代谢调控和细胞信号作用。植物细胞内PA时空变化的测定方法尚未建立。本项目拟建立基于荧光能量共振转移(FRET)的质膜PA分析系统。选择、设计对PA能特异、高亲和结合的结构域,根据PRET原理构建PA探针 (Plant PA Biosensor,PPB);获得编码探针的遗传材料。以野生型和PA降低的突变体为材料,结合药理学实验,在逆境和ABA处理时,用confocal检验PPB对质膜PA的特异性、灵敏性和可靠性。将PPB转基因到Ca2+通道突变体(osca1等),研究Ca2+信号对PA影响。反之,用Ca2+ 探针cameleon转PA降低的突变体,观察PA对胞内Ca2+水平的作用;电生理实验研究PA对OSCA1等Ca2+通道调控。本项目有望建立PA信号分析系统;对揭示信号分子PA和Ca2+之间的关系及其转导逆境信号的机理有重要意义。
英文摘要
The lipid phosphatidic acid (PA), simplest phospholipids, has important roles in cell signaling and metabolic regulation in all organisms. In plant cells, the method to monitor PA dynamics with high spatial and temporal resolution is therefore critically important, but yet to be established. We planned to establish fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based systems to monitor the spatio-temporal dynamics of PA at plasma membrane. Initially, the proteins or fragments binding to PA with high specificity and affinity will be selected and designed for PA sensor (Plant PA Biosensor, PPB). PPB expression vector will be designed and transformed to wild- type and PLD-disrupted Arabidopsis. The constitutive and stable expression of PPB in transgenic plants will be observed using confocal laser scanning. We will determine the specificity, sensitivity, and reliability of the genetically encoded PA –sensors when WT and PA-lower mutants are treated with stresses and ABA, or pharmacologic approaches are used to reduce PA level in cells. To test whether Ca2+ messenger regulates PA level at PM, PPB vector will be transformed to Ca2+ channel mutants (osca1 etc.). On the contrary, to test if PA messenger affects Ca2+ signals, Ca2+ sensor cameleon will be transformed to lower-PA mutants. The electrophysiological experiments are to be done to test PA effects on Ca2+ channels (OSCA1 etc.). We hope set up PA analysis systems for the colleagues to dissect deeply how PA functions in plant cells. The project is also valuable for understanding the interaction between two important signal molecules PA and Ca2+, and the mechanisms of their functions in stress signaling.
磷脂酸PA是结构最简单的磷脂,在所有生物体中起代谢调控和细胞信号作用。植物细胞内PA时空变化的测定方法对深入研究PA等磷脂信号十分重要。本项目成功设计了基于FRET原理的植物细胞膜磷脂酸(PA)的探针(生物感受器)PAleon。PAleon能特异、灵敏地检测植物活体细胞内生理浓度范围内PA变化。以此为工具发现ABA、盐胁迫等逆境下细胞质膜PA瞬间上升;盐诱导时,幼根不同区域细胞膜PA启动上升的时间是一致的,但根尖细胞PA水平最高、成熟区次之,分生区最低。胞内pH调节PA极性头部的质子化,PA可作为细胞内pH变化的感受元件。利用药理学、遗传学方法初步明确PA信号在Ca2+通道蛋白OSCA1上游。发现PA负调控K+通道OsAKT2,PA-OsAKT2互作调节光照时间依赖的水稻生长。该基金标注的研究成果发表在Nature Plants、Plant Cell、PNAS等杂志上,共计发表论文9篇。
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Tissue-specific accumulation of pH-sensing phosphatidic acid determines plant stress tolerance
pH 敏感磷脂酸的组织特异性积累决定植物的胁迫耐受性
DOI:
10.1038/s41477-019-0497-6
发表时间:
2019-09-01
期刊:
NATURE PLANTS
影响因子:
18
作者:
[Li, Wenyu, Song, Tengzhao, Zhang, Wenhua]
通讯作者:
Zhang, Wenhua
The ATP-binding cassette transporter OsPDR1 regulates plant growth and pathogen resistance by affecting jasmonates biosynthesis in rice
ATP 结合盒转运蛋白 OsPDR1 通过影响水稻茉莉酸生物合成来调节植物生长和病原体抗性
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Plant Science
影响因子:
5.2
作者:
[Hongsheng Zhang, Wen Jing, Junming Zheng, Yingying Jin, Dan Wu, Chengjuan Cao, Yanmin Dong, Xingyu Shi, Wenhua Zhang]
通讯作者:
Wenhua Zhang
DOI:
10.1105/tpc.18.00528
发表时间:
2019
期刊:
The Plant Cell
影响因子:
作者:
[Peipei Wang, Like Shen, Jinhe Guo, Wen Jing, Yana Qu, Wenyu Li, Rongrong Bi, Wei Xuan, Qun Zhang, Wenhua Zhang]
通讯作者:
Wenhua Zhang
The rice aldehyde oxidase OsAO3 gene regulates plant growth, grain yield, and drought tolerance by participating in ABA biosynthesis
水稻醛氧化酶 OsAO3 基因通过参与 ABA 生物合成来调节植物生长、谷物产量和耐旱性。
DOI:
10.1016/j.bbrc.2021.02.047
发表时间:
2021-02-26
期刊:
BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
影响因子:
3.1
作者:
[Shi, Xingyu, Tian, Quanxiang, Jing, Wen]
通讯作者:
Jing, Wen
Overexpression of soybean GmPLDγ enhances seed oil content and modulates fatty acid composition in transgenic Arabidopsis
大豆 GmPLDγ 的过度表达可提高转基因拟南芥种子油含量并调节脂肪酸组成
DOI:
10.1016/j.plantsci.2019.110298
发表时间:
2020-01-01
期刊:
PLANT SCIENCE
影响因子:
5.2
作者:
[Bai, Yang, Jing, Guangqin, Zhang, Wenhua]
通讯作者:
Zhang, Wenhua
共 10 条
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:
水稻耐盐响应中磷脂酶C介导的磷酸肌醇平衡和钙信号
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批准号:31570270
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2015
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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