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糖酵解途径介导植物盐胁迫应答机制研究
结题报告
批准号:
31830007
项目类别:
重点项目
资助金额:
282.0 万元
负责人:
吕应堂
依托单位:
学科分类:
植物与环境互作
结题年份:
2023
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕应堂
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中文摘要
植物代谢包括糖酵解易受环境干扰,盐胁迫能使得植物体内H2O2积累,影响植物代谢,抑制植物的生长发育。但是盐胁迫如何影响代谢进而调控胁迫应答机制并不清楚。我们的前期研究表明盐胁迫应能积累H2O2,影响糖酵解和积累MG并修饰靶蛋白,进而抑制开花和促进胁迫应答基因表达。因此,我们将继续研究,明确证明在盐胁迫下H2O2通过修饰糖酵解酶磷酸丙糖异构酶的半胱氨酸,抑制其酶活而积累MG;MG又通过修饰其靶蛋白参与植物盐胁迫应答。清晰阐明MG是通过修饰并稳定DELLA,抑制植物开花基因表达而致植物晚花;另一方面,植物利用MG修饰组蛋白H3调控胁迫应答基因转录,提高植物对盐胁迫的耐受性。我们的研究将明晰盐胁迫调控糖酵解的分子机制,明确证明MG是表观遗传修饰新分子并调控盐胁迫应答基因表达。研究成果能加深人们对植物体内代谢变化与外部环境协同机制的了解,完善植物盐胁迫应答调控网络,为农作物的耐盐能力改良提供依据。
英文摘要
It is known that metabolism including glycolysis is easily disturbed by the environment in plants and salt stress-mediated hydrogen peroxide (H2O2) accumulation can inhibit plant growth and development by affecting metabolism. But, how salt stress modulates sugar metabolism to affect plant growth via H2O2 remains unknown. To address it, we have performed the experiments and indicated that salt stress can regulate glycolysis by promoting H2O2 accumulation, leading to methylglyoxal (MG) accumulation. The accumulated MG further modify its target proteins for delayed flowering and promoted expression of stress response genes. In this project, we plan to carry out further experiments to demonstrate that salt stress-increased H2O2 can sulfenylate the cysteine residue of plastid isoform of triose phosphate isomerase (pdTPI), in turn, inhibit its enzymatic activity, and thus, result in the higher MG accumulation in salt-stressed Arabidopsis plants. Our study will also show that the stabilized DELLA through MG modification represses the expression of FT and SOC1 for delayed flowering. In addition, our data will demonstrate that MG can promote the expression of stress response genes by modifying H3 in salinity-stressed plants. Therefore, our study will elucidate the biochemical and molecular mechanisms of glycolysis reprogramming under salt stress, verify MG as a novel epigenetic modifier operating in plant salt stress responses. The research results can deepen our understanding of the synergistic mechanism of metabolism and environment, improve the regulation network of plant salt stress response, and provide a reference for improving the salt tolerance of crops.
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
DOI:10.3389/fpls.2022.924064
发表时间:2022
期刊:Frontiers in plant science
影响因子:5.6
作者:
通讯作者:
DOI:10.1016/j.envexpbot.2022.104856
发表时间:2022-03-26
期刊:ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY
影响因子:5.7
作者:Ding, Feng;Zhang, Bing-Lei;Lu, Ying-Tang
通讯作者:Lu, Ying-Tang
DOI:10.1093/plcell/koad019
发表时间:2023-01-25
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Fu,Zheng-Wei;Feng,Yu-Rui;Lu,Ying-Tang
通讯作者:Lu,Ying-Tang
DOI:10.1111/nph.17687
发表时间:2021
期刊:NEW PHYTOLOGIST
影响因子:9.4
作者:Ting-Ting Yuan;Zhi-Xin Xiang;Wen Li;Xiang Gao;Ying-Tang Lu
通讯作者:Ying-Tang Lu
DOI:10.1016/j.envexpbot.2022.105070
发表时间:2022-09-15
期刊:ENVIRONMENTAL AND EXPERIMENTAL BOTANY
影响因子:5.7
作者:Yu,Zhen-Dong;Ding,Feng;Lu,Ying-Tang
通讯作者:Lu,Ying-Tang
拟南芥TSB1协调植物生长与抗逆的机制研究
  • 批准号:
    31670251
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
转录因子SRS5参与调控植物光形态学建成机理研究
  • 批准号:
    31470378
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
生长素运输与拟南芥向光性生长和根发育调控研究
  • 批准号:
    90917001
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    180.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
拟南芥侧根发生调控机理研究
  • 批准号:
    30670198
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
水稻胚胎发生调控CIPK基因的功能分析
  • 批准号:
    30470848
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
赤霉素对植物成花诱导的调控机理研究
  • 批准号:
    30230050
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    170.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
钙调素结合蛋白激酶介导的植物开花调控机理研究
  • 批准号:
    30170449
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
血红蛋白转基因植物的耐涝机理研究及应用
  • 批准号:
    30170095
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    7.0万元
  • 批准年份:
    2001
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
植物钙素时空变化活体观测实验体系的建立及应用
  • 批准号:
    30070078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
开化调控基因的分离与鉴定
  • 批准号:
    39780015
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    12.0万元
  • 批准年份:
    1997
  • 负责人:
    吕应堂
  • 依托单位:
国内基金
海外基金