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番茄激酶SlOST1调控植物开花时间和干旱应答的分子机理研究

批准号:
32070307
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
祝英方
依托单位:
学科分类:
植物与环境互作
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
祝英方

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
Open Stomata 1 (OST1) 是调节植物ABA信号转导、气孔运动和逆境应答的关键蛋白激酶。申请人近期利用CRISPR-Cas9技术在番茄中敲除SlOST1,发现SlOST1基因敲除植株与野生型相比,不仅对干旱胁迫敏感,而且明显晚花。然而SlOST1参与开花时间和干旱应答调控的作用机理仍不清楚。我们通过磷酸化蛋白质组学筛选SlOST1的磷酸化底物,发现SlOST1能够与两个转录因子 SlVOZ1/2互作并且使其磷酸化。本项目的研究内容包括:SlOST1通过磷酸化修饰对S1VOZ1/2蛋白稳定性、亚细胞定位及转录活性调控的作用机理;利用转录组和染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)系统鉴定S1VOZ1/2调节的靶基因,阐明S1OST1与S1VOZ1/2蛋白间互作在番茄开花时间和干旱应答调控中的分子机制。该研究将为番茄的花期调控和耐旱性状的改良提供新的理论依据。
英文摘要
Open Stomata 1 (OST1) is a key protein kinase that regulates plant ABA signaling, stomatal movement, and stress response. We recently used CRISPR-Cas9 technology to knock out SlOST1 in tomato and found that the SlOST1 knockout plants are not only sensitive to drought stress but also are late flowering compared to wild type plants. However, the molecular mechanism by which SlOST1 regulates the flowering time and drought response remains unclear. We screened candidate substrates of SlOST1 through phosphoproteomics and found that SlOST1 can interact with and phosphorylate two transcription factors SlVOZ1/2. This project aims to elucidate the effects of SlOST1 phosphorylation modification on the stability, subcellular localization, and transcriptional activity of SlVOZ1/2, and to identify the target genes of SlVOZ1/2 by transcriptomics and chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq), as well as to uncover the molecular mechanism of S1OST1 and S1VOZ1/2 interactions in regulating tomato flowering time and drought response. This study will provide a new theoretical basis for improving flowering time and drought tolerance of tomato in future.
开花时间是影响番茄果实产量的一个重要农业性状。虽然干旱胁迫会影响番茄的开花时间,但干旱调控番茄开花的具体分子机制尚不清楚。在本研究中,我们发现番茄SlOST1是脱落酸(ABA)信号转导和响应非生物胁迫所必需的蛋白激酶,其功能的缺失降低了番茄对干旱胁迫的耐受性。并且在正常条件和干旱胁迫条件下,slost1突变体都表现出明显的晚花表型。我们接着证实了SlOST1能够直接与NAC(NAM、ATAF和CUC)型转录因子SlVOZ1互作,并特异磷酸化其第67位残基丝氨酸位点,从而以ABA依赖的方式增强其蛋白稳定性和细胞核转运。此外,我们还通过DNA亲和纯化测序(DAP-seq)分析鉴定到SlVOZ1结合基序,并且证实了SlVOZ1可以直接与主要开花基因SFT的启动子结合,从而激活SFT的转录并促进番茄在干旱胁迫下的提前开花过程。综上所述,我们的结果揭示了SlOST1-SlVOZ1模块在调控干旱胁迫下的开花的重要作用及机制,并为番茄等重要农作物在逆境下的花期调控提供了重要的理论基础。
SnRK2-SIP1模块调节干旱抑制植物分枝的分子机制
  • 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:
    祝英方
  • 依托单位:
CDK8调控ABA信号转导和干旱胁迫应答的分子机制研究
  • 批准号:
    31900238
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    祝英方
  • 依托单位:
国内基金
海外基金