课题基金 / 基金详情

BZR1与SHR协同调控拟南芥根尖干细胞活性的分子机制

批准号:
32100267
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
田延臣
依托单位:
学科分类:
植物激素与生长调节物质
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
田延臣

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
植物发育可塑性使得植物能随时根据周围环境和发育信号来调控自身干细胞的起始与重建,进而决定其器官发生、成熟和衰老等进程。植物根系的可塑性生长发育是植物适应特定生长环境的重要基础,而这种可塑性的根本在于根尖干细胞的维持与分化。油菜素内酯是一种重要的植物甾醇类激素,在植物根尖干细胞的维持与分化过程中起着重要的作用,但其作用的分子机制尚不明确。申请人前期的研究结果显示,油菜素内酯信号转导中的关键转录因子BZR1在转录水平上促进根系建成因子SHR的表达,在蛋白水平上与SHR相互作用共同调控下游基因表达。在本项目中,申请人将利用遗传学、生物信息学、分子生物学等手段,解析BZR1和SHR相互依赖调控植物根尖干细胞活性的机理,建立BZR1、SHR的转录调控网络,阐明油菜素内酯通过BZR1-SHR调控根尖干细胞维持与分化的分子机制,为我们下一步利用油菜素内酯改良和设计合理的作物根型提供理论指导和技术支持。
英文摘要
Plant developmental plasticity enables plants to regulate organogenesis, maturation and senescence in various environments. Root plastic growth which depends on stem cell maintenance and differentiation is an important basis for plants to adapt to specific environment. Brassinosteroid is an important phytohormone, which plays an important role in regulation of root stem cell maintenance and differentiation, but the molecular mechanism is still unclear. Our previous studies showed that BZR1, a key transcription factor in Brassinosteroid signaling pathway, not only positively regulated the expression of SHR, but also interacted with SHR to regulate the expression of downstream genes. In this project, we will take advantages of the genetic, bioinformatics and genomic tools to explore the biological relationship between BR signal and SHR-SCR model, find more genes related to the root stem cells maintenance and differentiation, and then gain a deep insight into root growth and development.
细胞分裂的时机和程度对于多细胞生物的形态建成至关重要。在拟南芥中,根的基本组织成熟过程涉及内皮层的平周细胞分裂,以产生两个细胞层:内皮层和中皮层。然而,这一形态建成背后的分子机制仍不明确。我们发现植物激素油菜素内酯(BR)和过氧化氢(H₂O₂)通过调节根生长发育的主要调控因子SHR的活性,相互依赖地促进根基本组织成熟过程中的平周分裂。BR激活的转录因子BZR1直接结合到SHR的启动子上以诱导其表达,并与SHR发生物理相互作用,从而增加RBOHs的转录水平,并提高H₂O₂水平,而H₂O₂又反过来增强BZR1与 SHR之间的相互作用。此外,遗传分析表明,SHR是BZR1促进平周分裂所必需的,而且BZR1增强了SHR对平周分裂的促进作用。总之,我们的研究结果揭示,BZR1-SHR转录模块可响应激素和氧化还原信号,在根基本组织成熟过程中精细调节平周分裂。
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