谷氨酰胺合成酶调控拟南芥幼年向成年阶段转变的分子机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31770209
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 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
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:徐云敏; 聂京涛; 石敏; 丁晗; 钱致远; 张凌洁; 蒋海凌; 张慧;
- 关键词:
项目摘要
The juvenile-to-adult transition in plants is a vital developmental process in that it regulates plant response to abiotic and biotic stress, establishment of plant architecture, plant secondary metabolism, and other numerous physiological and biochemical pathways. miR156 is the master regulator of this developmental process, and its expression is regulated by both endogenous and exogenous factors. However, how miR156 is regulated by exogenous factors and the function of these exogenous factors in the juvenile-to-adult transition remain elusive. In a forward genetic screen, we identified that loss-of-function mutation in the Arabidopsis gene glutamine synthetase 2 (GS2) exhibited a delayed vegetative phase change phenotype. In this study, we will study the molecular mechanism of GS2-mediated regulation of miR156 expression and the function of interplay between N and C assimilation and metabolism in the regulation of juvenile-to-adult transition in Arabidopsis using a combination of forward and reverse genetics, molecular biology, physiology and biochemistry and genomics. Our research here will provide a basis to further understand the mechanism underlying the regulation of miR156 and the juvenile-to-adult transition in plants.
植物幼年向成年阶段转变调控植物对生物与非生物胁迫响应、植物株型建成及植物次级代谢产物合成等多种生理、生化途径,是一个非常重要的发育过程。miR156是调控植物幼年向成年阶段转变的主控因子,其表达受内外因子调控。然而环境因子是如何调控miR156的表达以及这些因子如何在植物幼年向成年阶段转变中发挥功能还不是很清楚。本项目将以筛选到的具有幼年向成年阶段转变延迟表型的拟南芥谷氨酰胺合成酶2缺失突变体 (glutamine synthetase 2, GS2)为研究对象,采用正反向遗传学、分子生物学、生理生化及基因组学的方法来研究GS2介导的N同化与代谢途径调控miR156表达的分子机制以及N代谢途径如何与C代谢途径互作协调来调控拟南芥幼年向成年阶段转变。该研究结果将为今后深入了解植物miR156表达调控以及幼年向成年转变的分子机理提供基础。
结项摘要
植物幼年向成年阶段转变调控植物对生物与非生物胁迫响应、植物株型建成及植物次级代谢产物合成等多种生理、生化途径,是一个非常重要的发育过程。miR156是调控植物幼年向成年阶段转变的主控因子,其表达受内外因子调控。然而环境因子是如何调控miR156的表达以及这些因子如何在植物幼年向成年阶段转变中发挥功能还不是很清楚。本项目以筛选到的具有幼年向成年阶段转变延迟表型的拟南芥谷氨酰胺合成酶2缺失突变体(glutamine synthetase 2,GS2)为研究对象,采用正反向遗传学、分子生物学、生理生化及基因组学的方法研究了GS2调控miR156表达的分子机制。结果表明,gs2中miR156成熟体含量及其主效前体MIR156A和MIR156C的表达水平皆显著上调,miR156靶基因SPL9下调,SPL9的直接下游靶基因MIR172B及成熟体miR172均显著下调。遗传分析证实miR156位于GS2下游,GS2通过调控miR156的表达进而调控拟南芥营养生长阶段转变。对gs2转录组分析发现,GA合成途径基因GA20OX1表达显著下降,而GA降解代谢途径基因Ga2OX4表达显著上升。相应地,GA1,GA3,GA4三种活性GA在gs2中均显著下降。GA3喷施gs2可部分回复其幼年向成年阶段转变延迟的表型。利用H3K4me3及H3K27me3抗体ChIP分析发现,在gs2中H3K4me3在MIR156A和MIR156C前体启动子上有显著富集,而H3K27me3修饰却显著降低。说明GS2通过调控MIR156A和MIR156C前体启动子位点上组蛋白的修饰来调控miR156前体的转录。该研究结果为今后深入了解植物miR156表达调控以及幼年向成年转变的分子机理提供了理论基础。
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)
Epigenetic Regulation of Juvenile-to-Adult Transition in Plants.
植物幼年期向成年期转变的表观遗传调控
- DOI:10.3389/fpls.2018.01048
- 发表时间:2018
- 期刊:Frontiers in plant science
- 影响因子:5.6
- 作者:Xu Y;Zhang L;Wu G
- 通讯作者:Wu G
Reprogramming of Histone H3 Lysine Methylation During Plant Sexual Reproduction.
植物有性生殖过程中组蛋白 H3 赖氨酸甲基化的重编程
- DOI:10.3389/fpls.2021.782450
- 发表时间:2021
- 期刊:Frontiers in plant science
- 影响因子:5.6
- 作者:Fang H;Shao Y;Wu G
- 通讯作者:Wu G
ABI5 acts downstream of miR159 to delay vegetative phase change in Arabidopsis
ABI5 作用于 miR159 下游,延迟拟南芥营养期变化
- DOI:10.1111/nph.17371
- 发表时间:2021-04-29
- 期刊:NEW PHYTOLOGIST
- 影响因子:9.4
- 作者:Guo, Changkui;Jiang, Youqi;Wu, Gang
- 通讯作者:Wu, Gang
Age-dependent heteroblastic development of leaf hairs in Arabidopsis
拟南芥叶毛的年龄依赖性异母细胞发育
- DOI:10.1111/nph.16054
- 发表时间:2019
- 期刊:NEW PHYTOLOGIST
- 影响因子:9.4
- 作者:Xu Yunmin;Qian Zhiyuan;Zhou Bingying;Wu Gang
- 通讯作者:Wu Gang
The nuclear localization signal is required for the function of squamosa promoter binding protein-like gene 9 to promote vegetative phase change in Arabidopsis
核定位信号是鳞状启动子结合蛋白样基因9促进拟南芥营养期变化的功能所必需的
- DOI:10.1007/s11103-019-00863-5
- 发表时间:2019-04
- 期刊:Plant Molecular Biology
- 影响因子:5.1
- 作者:Zhang Hui;Zhang Lu;Han Junyou;Qian Zhiyuan;Zhou Bingying;Xu Yunmin;Wu Gang
- 通讯作者:Wu Gang
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- 通讯作者:郭长奎
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