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拟南芥nlp7突变体抑制子的筛选、鉴定及作用机制研究

批准号:
32100223
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:
贾静波
依托单位:
学科分类:
水分和营养物质的运输与代谢
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾静波

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
转录因子NLP7(NIN-like protein 7)在硝态氮信号调控网络中处于主导地位,深入解析NLP7介导的硝态氮调控网络对提高氮素利用率具有重要的研究意义。本项目在利用正向遗传学方法筛选获得nlp7突变体抑制子的基础上,克隆出了新的NLP7调控网络的调节子NSU。拟进一步从形态、生理生化、分子水平解析NSU基因的功能,阐明NSU基因调控硝态氮转运、同化及信号的机理;利用转录组学研究NSU基因在硝态氮代谢及信号调控方面的作用机制和信号通路;利用生物化学和遗传分析明确NSU与NLP7之间的调控关系及作用机制,充实和完善NLP7调控网络;挖掘NSU基因与其他硝态氮调控基因之间的关系,丰富硝态氮信号调控网络。预期结果为破译NLP7介导的硝态氮信号调控网络奠定基础,为培育氮高效作物新品种、提升农业可持续发展提供新的线索和理论依据。
英文摘要
The transcription factor NLP7 plays a dominant role in the nitrate signaling and regulatory network. Identification and characterization of more nitrate regulatory genes in the NLP7-mediated nitrate regulatory network are of great importance for improving nitrogen use efficiency. In this research, we acquired a suppressor of nlp7 by a genetics screen and cloned a new nitrate regulatory gene NSU. We will investigate the function of NSU from morphological, physiological, biochemical and molecular levels. Transcriptomics will be used to test the signaling pathway of NSU gene in nitrate metabolism and signal regulation. We will further test the regulatory relationship and mechanism between NSU and NLP7 by biochemical and genetic analyses and enrich the regulatory network of NLP7. Furthermore, we will also investigate the relationship between NSU and other nitrate regulatory genes. The expected results will lay a foundation for decoding the NLP7-mediated nitrate signaling and regulatory network, and provide new clues and theoretical basis for breeding new crop varieties with high nitrogen use efficiency and promoting agricultural sustainable development.
硝态氮感应子NLP7(NIN-like protein 7)在硝态氮信号调控网络中处于主导地位,深入解析NLP7介导的硝态氮调控网络对提高氮素利用率具有重要的研究意义。本项目通过正向遗传学筛选获得nlp7突变体抑制子,并成功克隆出新的调控因子NSU。系统的形态、生理生化、分子水平的研究发现NSU基因能够负调控硝态氮信号且正调控硝态氮的吸收和同化过程。分子机制解析表明:1) 利用DNA亲和纯化测序(DAP-seq)、酵母单杂交、双荧光素酶等手段发现NSU结合并激活NRT1.1的表达,从而调控硝态氮的信号和代谢过程;2)利用生物化学和遗传分析明确了NLP7结合并抑制NSU基因的表达; 3)高低氮处理后,发现NSU在低氮条件下特异性增强NRT1.1介导的氮素吸收和利用效率,而NLP7在高氮环境下通过调控NRT1.1促进氮素的吸收利用;4)首次揭示MPK3/6通过调控NSU的磷酸化水平,动态调控硝态氮信号转导与代谢平衡。该研究不仅丰富了以NLP7-NSU模块为中心的植物硝态氮调控网络,更对于作物的氮高效分子设计育种提供了新的靶标基因和调控路径。
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