拟南芥PUB30介导的HB24泛素化降解途径参与盐胁迫诱导的根生长调控的机制研究
批准号:
32070311
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
朱蕾
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:
朱蕾
中文摘要
植物在应对逆境胁迫时往往会采用“sacrifice-for-survival”策略,通过适度地抑制生长来合理分配能量,有效地平衡生长发育和抵御逆境的需求,以便更好的生存。然而相关的信号转导和分子调控机制却鲜有报道。申请人前期研究发现一个功能未知的转录因子HB24是盐诱导的主根生长抑制途径中的重要负调控因子,并且盐胁迫诱导的HB24蛋白降解对于植株的生存至关重要。初步研究还发现HB24能与E3泛素连接酶PUB30结合。在此基础上,本研究拟深入解析HB24参与盐胁迫下主根生长调控的作用机制,并阐释植物响应盐胁迫,通过PUB30介导的泛素-26S蛋白酶体途径降解HB24,从而适度抑制生长以利于植株生存的分子机制。本研究拟揭示植物响应盐胁迫,通过泛素-蛋白酶体降解途径对关键转录因子蛋白稳定性的调控,施行适度抑制生长以利生存的策略,在植物响应逆境、蛋白稳定性调控等研究领域具有重要的科学理论意义。
英文摘要
In response to stresses, a trade-off between plant growth and stress tolerance is required for plants to survive and accomplish the reproduction. However, the regulatory mechanisms underlying this “sacrifice-for-survival” strategy is largely unknown. Previous studies reveal a root growth inhibition induced by salt stress, however, the physiological function and key regulators of this process need to be further illustrated. Our preliminary research demonstrated that HB24, a member of ZF-HD transcription factor subfamily in Arabidopsis, acted as a key transcription factor and negatively regulated the salt-induced root-growth-inhibition. Loss function of HB24 led to shorter roots under 125 mM NaCl treatment, whereas a better survival of seedlings under 200 mM NaCl. We also found that salt stress triggered the degradation of HB24, likely through the ubiquitin-proteasome system. Moreover, we identified a U-box type E3 ubiquitin ligase PUB30 that directly interacted with HB24. In this study, we will investigate how does HB24 negatively regulate the salt-induced root growth inhibition. Furthermore, we will also demonstrate that in response to salt stress, PUB30-involved ubquintin-proteasome system mediates the salt-induced HB24 degradation for plants to adopt “sacrifice-for-survival” strategy. Our study will provide new insight in the regulatory mechanisms of plant tolerance to salt stress, and is helpful for better understanding the “sacrifice-for-survival” strategy for trade-off between plant growth and stress tolerance.
本项目聚焦于植物应对盐胁迫时根生长抑制的分子机制。植物常通过减缓生长提高对胁迫环境的耐受性,盐胁迫作为主要非生物胁迫,严重影响植物生长发育,尤其是根的生长,但其具体机制尚不明晰。本研究发现转录因子锌指同源结构域家族蛋白HB24是盐诱导主根生长抑制途径的重要负调控因子。HB24表达不受盐胁迫诱导,但盐胁迫促使其蛋白经泛素化-26S蛋白酶体途径降解,且该降解可被MG132恢复。通过酵母双杂交等实验确定HB24与E3泛素连接酶PUB30相互作用,盐胁迫通过诱导PUB30蛋白积累,增强对HB24的泛素化修饰,导致HB24蛋白水平下降。进一步研究表明,HB24可在根中正调控SWEET11/12表达,影响根中蔗糖供应与韧皮部蔗糖卸载,进而调控根生长。本项目首次建立了PUB30-HB24-SWEET11/12信号通路在盐胁迫响应中的作用模式,阐明了转录因子动态降解与糖转运协同调控胁迫适应的新机制,揭示了盐胁迫下主根生长抑制的新通路,为植物平衡生长与胁迫响应提供新思路,为培育优良抗逆品种奠定理论基础。
QWRF1蛋白调控微管骨架组织和过氧化物酶体功能参与拟南芥适应盐胁迫的分子机制研究
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批准号:31771489
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2017
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负责人:朱蕾
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依托单位:
拟南芥ROP6-RIC1信号途径通过调控动蛋白ARK2活性影响叶片表皮细胞形态建成
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批准号:31571384
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2015
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负责人:朱蕾
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依托单位:
信号转导系统通过MAP18蛋白介导调控微丝骨架动态影响拟南芥根毛细胞顶端生长
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批准号:31371352
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2013
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负责人:朱蕾
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依托单位:
拟南芥微管结合蛋白RIC1的功能分析
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批准号:30970173
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2009
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负责人:朱蕾
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依托单位:
国内基金
海外基金