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拟南芥SUMO E3连接酶SR1在调控主根发育中的功能分析
结题报告
批准号:
30900789
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张盛春
依托单位:
学科分类:
C0602.基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨松光、黄丽霞、刘明、亓艳丽
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中文摘要
近年来,研究发现SUMO化修饰参与了广泛的细胞内代谢途径,在蛋白-蛋白之间的相互作用、信号转导,核质运输及转录调控等方面均发挥重要的作用,但大多数研究源于哺乳动物和酵母,而关于植物中SUMO化修饰的功能尚处于初步阶段。本实验室通过生物信息学分析发现到一个新的SUMO E3连接酶SR1,初步研究发现SR1在拟南芥的主根发育过程中具有重要作用。本项目主要围绕SR1如何调控拟南芥主根生长发育这一科学问题,利用细胞生物学、分子生物学、遗传学及生物化学方法和技术,分析SR1的SUMO E3连接酶活性,解析SR1在拟南芥主根生长发育中的功能,并分离和鉴定SR1的相互作用的靶蛋白。初步阐明SR1调控主根生长发育的分子机制,将为深入研究SUMO化修饰在植物主根生长发育中的作用奠定良好的基础。
英文摘要
拟南芥SR1(更名为AtMMS21)主要在根组织中表达,其T-DNA插入突变体mms21-1具有主根短的表型,研究表明mms21-1根尖顶端分生组织的细胞层次表现正常,与WT无差异,但是根分生组织的细胞增殖能力明显减弱。分生区的长度和细胞数量明显比WT的减少,mms21-1根尖分生区的长度约为WT的40%,细胞数量约为WT的46%,而伸长区细胞数量约为WT的25%;并且发现细胞分化的标志基因CYCB1在mms21-1主根细胞中的表达明显下降。mms21-1主根对外源细胞分裂素敏感性降低,相对于野生型,细胞分裂素诱导相关基因中的ARR3,ARR4,ARR5和ARR7在突变体中的表达也明显降低。AtMMS21蛋白定位在细胞核和细胞质。通过酵母双杂交实验及BiFC实验证实AtMMS21与SUMO E2 结合酶AtSCE1a相互作用,因而推测AtMMS21可能是一种SUMO E3连接酶。.突变AtMMS21导致根尖分生组织的细胞分裂和细胞分化模式发生改变,说明AtMMS21是根尖分生组织的结构与功能维持正常所必需的, AtMMS21功能缺失引起了缺陷的QC特化以及失常的干细胞。由于拟南芥根尖干细胞微环境是由QC及其周围的干细胞组成的,所以mms21-1突变体显示出结构混乱的根尖干细胞微环境。此外,mms21-1胚胎中胚根原的后代细胞出现异常分裂,导致根尖干细胞微环境起始的位置——胚胎基极,发生结构错乱。因此,无论是胚胎发育时期还是胚后生长时期,AtMMS21在干细胞微环境的维持中都起到着关键的作用。根尖干细胞微环境由多能转录因子所调控:在mms21-1根尖,SHR和SCR的正常空间表达模式出现部分缺失进而呈现不连续的表达模式;WOX5和SCR发生异位表达从而呈现相邻细胞也表达GFP的模式;PLT1和PLT2在蛋白水平发生严重下调进而呈现表达/积累减少的模式。这些结果表明,AtMMS21是调节多能性转录因子在根尖干细胞微环境中稳定表达所必需的。.mms21-1突变体的花药和花粉粒的大小呈现多样化,大约有30.0%的花粉粒没有活性,这些花粉粒体积比较大或者出现皱缩,而野生型出现的异常花粉比例小于1.9%。 体外花粉萌发和花粉管生长检测也显示MMS21对花粉的萌发和花粉管的伸长都有明显的影响;杂交实验显示MMS21对雌蕊的影响比较小,而对花粉生长发育中的影响更明显;通过花药的
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AtMMS21, a subunit of the SMC5/6 complex, is involved in stem cell niche maintenance and DNA damage response in Arabidopsis roots
AtMMS21 是 SMC5/6 复合体的一个亚基,参与拟南芥根部干细胞生态位的维持和 DNA 损伤反应
DOI:--
发表时间:--
期刊:Plant Physiology
影响因子:7.4
作者:Panglian Xu;Dongke Yuan;Chunxin Li;Ming Liu;Yiyang Liu;Shengchun Zhang;Nan Yao;Chengwei Yang
通讯作者:Chengwei Yang
SUMO E3 Ligase AtMMS21 regulates drought tolerance in Arabidopsis thaliana
SUMO E3 连接酶 AtMMS21 调节拟南芥的耐旱性
DOI:--
发表时间:--
期刊:Journal of Integrative Plant Biology
影响因子:11.4
作者:Shengchun Zhang;Yanli Qi;Ming Liu;Chengwei Yang
通讯作者:Chengwei Yang
DOI:--
发表时间:--
期刊:植物学报
影响因子:--
作者:张盛春;鞠常亮;王小菁
通讯作者:王小菁
The Arabidopsis SUMO E3 ligase AtMMS21, a homologue of NSE2/MMS21, regulates cell proliferation in the root
拟南芥 SUMO E3 连接酶 AtMMS21 是 NSE2/MMS21 的同源物,调节根部细胞增殖
DOI:10.1111/j.1365-313x.2009.03992.x
发表时间:2009-11-01
期刊:PLANT JOURNAL
影响因子:7.2
作者:Huang, Lixia;Yang, Songguang;Yang, Chengwei
通讯作者:Yang, Chengwei
DOI:--
发表时间:--
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:张盛春;张玉平;王小菁
通讯作者:王小菁
花生AhBLI基因调控种子油脂合成的分子机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    张盛春
  • 依托单位:
UFL1介导UFM化修饰调控种子成熟的功能与机制研究
  • 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:
    张盛春
  • 依托单位:
植物RNA结合蛋白LSM调控种子成熟的分子机制研究
  • 批准号:
    31870301
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张盛春
  • 依托单位:
拟南芥SUMO E3连接酶AtMMS21调控胚胎发生机制的研究
  • 批准号:
    31370350
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    张盛春
  • 依托单位:
国内基金
海外基金