课题基金 / 基金详情

蛋白激酶CdCIPK15A调控狗牙根株型的分子机制

批准号:
32072613
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张兵
依托单位:
学科分类:
观赏园艺学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张兵

项目摘要

结项摘要

张兵的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
株型形成与调控的分子机理是植物生长发育研究领域的重要科学问题。暖季型草坪草狗牙根同时拥有直立茎和匍匐茎,是研究株型调控尤其是茎生长角度调控的独特材料。项目申请人前期研究发现匍匐茎优势表达的狗牙根类钙调磷酸酶亚基B蛋白(CBL)互作蛋白激酶CdCIPK15A不仅和CdCBL1存在互作,和茎生长角度调控关键蛋白CdLA1也存在互作;抑制CdCIPK15A与CdLA1的表达对狗牙根的株型有着相反的影响。本项目拟通过分析CdCIPK15A和CdLA1、CdCBL1竞争互作的机制和意义、挖掘被CdCIPK15A磷酸化的下游效应蛋白并分析其功能、探寻调控CdCIPK15A表达的上游转录因子并分析其调控机理三个方面研究来初步阐明CdCIPK15A调控狗牙根茎生长角度株型特征的分子机制。项目研究结果不仅有助于我们理解植物株型形成与调控的分子机理,也将为理想株型草坪草和其他观赏植物分子育种提供重要理论依据。
英文摘要
Molecular mechanism of plant architecture formation and regulation is an important scientific question in plant growth and development research area. As a warm-season turfgrass species, bermudagrass (Cynodon dactylon L.) have both shoots and stolons, making it a unique material for studying plant architecture regulation, especially stem growth angle control. In our previous study, we found that CdCIPK15A, a calcineurin B-1 like protein (CBL)-interacting protein kinase family member that was preferentially expressed in bermudagrass stolons, not only interact with CdCBL1, but also interact with CdLA1, an important protein regulating stem growth angle. Notably, bermudagrass plants with down-regulated expression of CdCIPK15A and CdLA1 have opposite plant architectural changes. In this study, we attempt to elucidate the molecular mechanism how CdCIPK15A regulate stem growth angle in bermudagrass through following three parts of research: characterize the mechanism and biological significance of the competitive protein interaction between CdCIPK15A and CdCBL1/CdLA1, identify the downstream effect protein that is phosphorylated by CdCIPK15A and analyze its function, identify the upstream transcription factor regulating CdCIPK15A expression and explore its regulation mechanism. Results of this study could provide not only new insight into molecular mechanism underlying plant architecture formation and regulation but also important theoretical foundations for breeding turfgrasses and other ornamental plants with ideal architectural characteristics.
暖季型草坪草狗牙根同时拥有直立茎、匍匐茎和根状茎三种茎,这一株型特征是其快速成坪且具有优良抗逆性的基础,然而目前对狗牙根特异株型形成的机理仍知之甚少。CBL/CIPK介导的钙离子信号转导途径在植物生长发育和抗逆响应中发挥着重要作用,但其是否参与狗牙根株型调控仍不甚清楚。本研究发现狗牙根基因组共编码33个CBL基因和81个CIPK基因,不同CdCBL基因和CdCIPK基因具有不同的表达模式。酵母双杂交和双分子荧光互补分析发现290对CdCBL/CdCIPK组合中仅27对能够形成CBL-CIPK复合体,其中CdCIPK29-A1能够和多达4个CdCBL蛋白形成CBL-CIPK复合体。CdCIPK29-A1转基因拟南芥相比野生型茎夹角显著增加,模拟重力处理发现CdCIPK29-A1转基因植株相比野生型茎的重力感应减缓,淀粉染色进一步发现CdCIPK29-A1转基因植株茎内皮层细胞淀粉粒减少,提示CdCIPK29-A1可能通过调控内皮层细胞的淀粉代谢进而影响茎的重力感应和生长角度。对狗牙根三种茎进行转录组、蛋白质组和代谢组测序分析发现蔗糖淀粉代谢和类黄酮代谢是三种茎的差异表达基因、差异表达蛋白和差异积累代谢物最为富集的代谢通路。对匍匐茎蛋白进行质谱分析发现赖氨酸乙酰化和琥珀酰化修饰的蛋白分别富集于糖酵解和三羧酸循环两个代谢通路,位点突变结合酶活分析发现乙酰化和琥珀酰化分别能够抑制过氧化氢酶和苹果酸脱氢酶的活性。对狗牙根叶片进行单细胞测序分析发现狗牙根的C4光合属于NADP-ME类型,淀粉合成与分解相关酶编码基因分别在维管束和叶肉细胞中高表达,最终导致维管束细胞淀粉的大量积累。本研究还对狗牙根生长素响应因子(ARF)基因家族进行了系统分析,发现N端截短的CdARF6-B2蛋白能够通过调控生长素极性运输蛋白PIN3的表达来抑制拟南芥植株生长。研究结果初步阐明了CdCIPK29-A1、CdARF6-B2等基因参与狗牙根株型调控的分子机制,揭示了狗牙根三种茎在转录组、蛋白质组和代谢组水平的差异,解析了狗牙根高效光合的调控机制,为理想株型狗牙根等草坪草的分子育种提供了重要的理论依据和实践基础。
电流体微喷3D打印的多维电极形性调控方法及储能增效机理研究
  • 批准号:
    52305426
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    张兵
  • 依托单位:
基于情景耕耘的招投标腐败网络形成机制与阻断治理研究
  • 批准号:
    71701179
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    张兵
  • 依托单位:
LA1和TAC1基因调控狗牙根株型的分子机理研究
  • 批准号:
    31601786
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    张兵
  • 依托单位:
国内基金
海外基金