油菜素内酯受体BAK1的S-亚硝基化修饰在番茄抗盐中的作用及机制
批准号:
32072559
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
廖伟彪
依托单位:
学科分类:
蔬菜、瓜果生理与栽培学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
廖伟彪
中文摘要
前期研究表明油菜素内酯(BR)和一氧化氮(NO)均调控植物逆境响应,且存在互作,但未见蛋白质S-亚硝基化修饰调控BR信号通路的报道。本研究拟通过生物素转化法结合质谱分析探讨盐胁迫下番茄幼苗BR共受体蛋白BRI1-associated receptor kinase 1(BAK1)的S-亚硝基化及其位点,并通过定点突变(去亚硝基化)验证S-亚硝基化发生的位点,进而分析S-亚硝基化对BAK1表达水平的影响。采用免疫共沉淀和pull-down等技术手段分析该S-亚硝基化修饰对Brassinosteroid-insensitive 1(BRI1)-BAK1蛋白互作及BR信号转导的影响,进而探索番茄幼苗蛋白质S-亚硝基化参与BR对盐胁迫的响应。本研究拟探讨蛋白质S-亚硝基化修饰在逆境条件下园艺作物蛋白互作和生长发育中的功能,揭示BR信号通路中关键蛋白S-亚硝基化对园艺作物响应非生物胁迫的分子机制。
英文摘要
Previous studies have shown that brassinosteroid (BR) and nitric oxide (NO) could regulate plant to response stresses. There exists interaction between BR and NO during that process. However, the protein S-nitrosylation modification of BR signaling pathways has not been reported until now. This study will investigate the S-nitrosylation of BRI1- associated receptor kinase 1 (BAK1, the BR co-receptor protein) in tomato seedlings under salt stress by biotin switch method. The S-nitrosylated sites of BAK1 will be explore by mass spectrometry. Then, the S-nitrosylated site of BAK1 will be verified by site-directed mutagenesis (de-nitrosylation). The effects of the S-nitrosylation of BAK1 on its expression levels also will be analyzed further. In addition, the roles of the S-nitrosylation modification of BAK1 in brassinosteroid-insensitive 1 (BRI1)-BAK1 interaction and BR signal transduction will be investigated by Co-immunoprecipitation and pull-down, thereby further exploring the involvement of S-nitrosylation of BAK1 in the response to salt stress in tomato seedling. These results may reveal the roles of protein S-nitrosylation modification in horticultural crop growth and development and protein interactions under stress conditions. Therefore, the aim of this study is to reveal the molecular mechanism of the protein S-nitrosylation modification of key proteins in the BR signaling pathway in respond to abiotic stresses in horticultural crops.
盐胁迫是主要的环境胁迫之一。一氧化氮(NO)和油菜素内酯(BR)在植物生理过程中发挥着关键作用。S-亚硝基化是植物体内NO依赖且发挥其功能的重要方式。本试验以番茄幼苗作为试验材料,通过生理生化,遗传学和分子生物学等方法研究了BR信号通路中关键共受体蛋白BAK1(SERK3A和SERK3B)的S-亚硝基化修饰在NO增强番茄幼苗耐盐性中的作用机制。主要研究结果如下:.1.BR参与NO增强番茄幼苗耐盐性。0.1µM BR对盐胁迫下番茄幼苗生长发育有显著促进作用。盐胁迫下NO显著增加内源BR含量,上调BR合成相关基因及响应基因的转录表达,并通过NR途径诱导内源NO产生。.2.盐胁迫下BR参与NO诱导内源蛋白S-亚硝基化。外源BR和NO共处理增加内源SNO和NO含量,增强GSNOR活性和内源S-亚硝基化蛋白丰度,上调GSNOR基因表达。当添加Brz之后,以上趋势均被降低。.3.SERK3A和SERK3B有发生S-亚硝基化的位点。BAK1在体内体外均发生S-亚硝基化修饰,且SERK3B的第412位半胱氨酸是发生S-亚硝基化的修饰位点。盐胁迫下BAK1的S-亚硝基化被抑制,外源NO增强其S-亚硝基化。GSNOR沉默株系中BAK1的S-亚硝基化程度增强。.4.BAK1S-亚硝基化修饰参与NO增强番茄幼苗耐盐性。外源GSNO增强SERK3A和SERK3B沉默植株的S-亚硝基化水平,BAK1的S-亚硝基化以及幼苗耐盐性。与WT相比,slserk3a和slserk3b幼苗生长受阻,BR含量及关键基因的表达被显著降低。相比于WT,slserk3a和slserk3b株系的内源NO含量和总S-亚硝基化蛋白丰度显著降低。盐胁迫下,外源GSNO增强WT,slserk3a和slserk3b的内源S-亚硝基化水平和BAK1的S-亚硝基化丰度及耐盐性。BAK1过表达增强其内源S-亚硝基化水平及S-亚硝基化蛋白丰度。.5.BAK1S-亚硝基化影响BAK1的亚细胞定位和BAK1-BRI1互作。SERK3A和SERK3B均定位于细胞质膜上。盐胁迫下外源NO,SERK3A-GFP和SERK3B-GFP融合蛋白在细胞核和细胞膜上均出现GFP信号。通过Y2H, BIFC和LUC实验发现,SERK3A和SERK3B会和BRI1发生互作。盐胁迫减弱SERK3A和SERK3B与BRI1互作,外源NO加强其互作。
硫化氢合成酶DCD和LCD的S-亚硝基化修饰增强番茄幼苗的耐镉性
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批准号:32360743
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:33万元
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批准年份:2023
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负责人:廖伟彪
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依托单位:
干旱条件下生长素受体TIR1的亚硝基化修饰在调控万寿菊不定根发生中的功能研究
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批准号:31860568
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2018
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负责人:廖伟彪
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依托单位:
一氧化氮参与氢气诱导万寿菊不定根发生的机理研究
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批准号:31560563
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:38.0万元
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批准年份:2015
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负责人:廖伟彪
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依托单位:
干旱条件下一氧化氮和过氧化氢诱导万寿菊不定根形成的机理及其信号转导研究
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批准号:31160398
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2011
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负责人:廖伟彪
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依托单位:
国内基金
海外基金