拟南芥E3泛素连接酶ATL17调控脱落酸抑制主根生长的分子机制研究
结题报告
批准号:
31870248
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郝福顺
依托单位:
学科分类:
C0206.植物激素与生长调节物质
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙立荣、孙炎锋、卢婷婷、王伊宾、朴亭亭、苗雯雯、朱会杰、程辉
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中文摘要
E3泛素连接酶在植物生长发育中发挥重要作用,但其调控ABA抑制主根生长的机制不清楚。我们筛选到一株拟南芥主根生长对脱落酸(ABA)不敏感的突变体,突变基因编码RING E3泛素连接酶ATL17(Arabidopsis Tóxicos en Levadura17)。初步研究表明,ATL17具有E3泛素连接酶活性,其在ABA抑制主根生长中的作用与生长素相关。本项目拟进一步探明ATL17泛素化的底物蛋白及底物的降解机制,阐明ABA抑制主根发育过程中ATL17对生长素分布和运输、PLETHORAs表达及细胞分裂进程的调控作用。另外,通过分析相关突变体杂交材料明确ABA作用下ATL17与ABI1(ABA insensitive1)、ABI2、ABI4和ABI5的作用关系。最终阐明ATL17介导泛素化修饰调控ABA抑制主根生长的分子机制。本项目有望揭示拟南芥ABA信号中调节主根发育的新成分和新机制。
英文摘要
E3 ubiquitin ligases play pivotal roles in growth and development in plants. However, it is unclear the mechanisms for ABA inhibition of primary root growth modulated by E3 ubiquitin ligases. Here, we obtained an Arabidopsis mutant that was insensitive to ABA-inhibited primary root elongation by screening a mutant pool. The mutation gene encoded the RING E3 ubiquitin ligase ATL17 (Arabidopsis Tóxicos en Levadura17). Preliminary results indicated that ATL17 had E3 ligase activity. Its actions on ABA inhibition of root growth were closely related to auxin. In this project, we will further identify the substrate protein of ATL17, and investigate the degradation mechanism of the substrate by ATL17. Moreover, the functions and mechanisms for ATL17 regulating auxin distribution and transport, PLETHORAs expression and cell division progression will be uncovered. In addition, we will elucidate the regulatory relationships beween ATL17 and the ABA signaling key components ABI1 (ABA insensitive1), ABI2, ABI4 and ABI5 by analyzing the relevant mutants in ABA-inhibited primary root growth. Together, the molecular mechanisms that ATL17 regulated ABA inhibition of primary root growth through protein ubiquitination in Arabidopsis will be unravelled. A novel mechanism by which a new ABA signal component modulates primary root development may be unveiled in Arabidopsis based on this project.
激素脱落酸(Abscisic acid, ABA)在植物应答多种逆境胁迫反应及调控根生长和种子萌发等过程中发挥重要作用。E3泛素连接酶介导ABA反应,但RING(Really interesting new gene)E3泛素连接酶ATL17(Arabidopsis Tóxicos en Levadura 17)是否在ABA抑制根生长和种子萌发中起作用、具体作用的分子机制如何目前均不清楚。本项目前期发现拟南芥ATL17基因突变体对ABA抑制主根伸长不敏感,在此基础上,我们以多个基因的突变体和过表达植物为材料,利用生化和分子生物学等技术发现ATL17与PP2C蛋白磷酸酶AHG1(ABA hypersensitive germination 1)互作,并证明ATL17通过泛素化降解AHG1正调控ABA抑制根生长和种子萌发;同时发现ATL17通过负调控生长素反应、生长素积累、生长素运输蛋白基因PIN2(PINFORMED2)、PIN4和PIN7表达以及PLT1(PLETHORA 1)的水平在ABA抑制根生长过程中起作用。证明生长素反应因子ARF2(Auxin response factor 2)与ATL17基因启动子结合,可能通过调控ATL17的表达影响ABA介导主根生长。另外发现ATL17通过调节根细胞周期相关基因CYCB2;1(Cyclin B2;1)、KRP2(Kip related protein2)和CYCD3;1的表达在ABA信号中起作用。证明ATL17通过影响ABI5(ABA insensitive 5)或二者协同作用调控ABA反应。这些研究结果揭示了植物E3泛素连接酶ATL17调控ABA反应的新机制。
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
Update on roles of nitric oxide in regulating stomatal closure
一氧化氮在调节气孔关闭中的作用的最新进展
DOI:10.1080/15592324.2019.1649569
发表时间:2019-08
期刊:Plant Signaling & Behavior
影响因子:2.9
作者:Li Rong Sun;Cai Meng Yue;Fu Shun Hao
通讯作者:Fu Shun Hao
DOI:10.3390/ijms21041419
发表时间:2020
期刊:International Journal of Molecular Sciences
影响因子:--
作者:Saravana Kumar R.M.;Yibin Wang;Xiaopan Zhang;Hui Cheng;Lirong Sun;Shibin He;Fushun Hao
通讯作者:Fushun Hao
Versatile Roles of Aquaporins in Plant Growth and Development.
水通道蛋白在植物生长和发育中的多功能作用
DOI:10.3390/ijms21249485
发表时间:2020-12-13
期刊:International journal of molecular sciences
影响因子:5.6
作者:Wang Y;Zhao Z;Liu F;Sun L;Hao F
通讯作者:Hao F
NADPH oxidases, essential players of hormone signalings in plant development and response to stresses
NADPH 氧化酶,植物发育和应激反应中激素信号传导的重要参与者
DOI:10.1080/15592324.2019.1657343
发表时间:2019-08
期刊:Plant Signaling & Behavior
影响因子:2.9
作者:Li Rong Sun;Zhi Jie Zhao;Fu Shun Hao
通讯作者:Fu Shun Hao
Roles and mechanisms of Ca2+ in regulating primary root growth of plants
Ca2+在调节植物初生根生长中的作用及机制
DOI:10.1080/15592324.2020.1748283
发表时间:2020-04
期刊:PLANT SIGNALING & BEHAVIOR
影响因子:2.9
作者:Zhang Xiao Pan;Ma Cai Xia;Sun Li Rong;Hao Fu Shun
通讯作者:Hao Fu Shun
GhCIPK23调控棉花响应缺钾胁迫的作用机制研究
  • 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:
    郝福顺
  • 依托单位:
AtSSM1介导的活性氧信号调控盐胁迫下拟南芥钾钠离子平衡机制研究
  • 批准号:
    31070239
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    郝福顺
  • 依托单位:
活性氧相关基因AtODS1在拟南芥缺氧应答反应中的功能研究
  • 批准号:
    30970235
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    郝福顺
  • 依托单位:
pH信号在保卫细胞ABA、H2O2和NO信号转导中的作用机制分析
  • 批准号:
    30670183
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    27.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    郝福顺
  • 依托单位:
国内基金
海外基金