BnaFAX6.1在甘蓝型油菜根尖介导木栓质单体运输过程中的分子机制研究
批准号:
32072102
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李楠楠
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李楠楠
中文摘要
木栓质在调控根系对矿物营养吸收和抵御病害等方面起到重要作用。甘蓝型油菜(B.napus)是重要的油料作物,但是油菜根系木栓质单体跨膜输出过程尚未清晰,这成为营养吸收高效型油菜品种选育的制约因素之一。申请人发现了一类新的膜蛋白家族FAX。油菜体内的FAX家族蛋白BnaFAX6.1定位在质膜上,BnaFAX6.1在根尖的表达量显著高于其它组织,BnaFAX6.1在拟南芥中异源表达可显著提高木栓质的积累量。在此基础上,该项目拟通过针对BnaFAX6.1的亚细胞精细定位、根尖组织表达分析、突变体油菜的木栓质累积特征分析、木栓质单体的运输功能验证实验,以及BnaFAX6.1的上游转录因子筛选与调控机制验证研究等,阐明BnaFAX6.1在油菜根尖运输木栓质单体的分子机制并建立其调控模型,为解析木栓质积累在油菜根系营养吸收中的作用提供分子水平的证据,为未来选育营养高效型油菜品种提供重要依据。
英文摘要
Suberin plays an important role in regulating root uptake of mineral nutrition and response to pathogens. Rapeseed is one of the most important oil crops, but the transport of suberin monomers remains unknown, which has become a bottleneck restricting the molecular breeding of rape varieties with high nutrient uptake efficiency. The applicant’s previous research discovered a new class of membrane protein family FAX. The FAX homologous protein BnaFAX6.1 in rape is located on the plasma membrane. The expression of BnaFAX6.1 at the root apex is significantly higher than other tissues. The expression of BnaFAX6.1 in Arabidopsis can significantly improve the accumulation of suberin amount. On this basis, the proposal intends to perform subcellular localization, tissue expression analysis, mutant phenotype analysis, suberin monomer transport function analysis, and BnaFAX6.1 upstream transcription factor screening and regulatory mechanism validation studies, etc., to clarify the molecular mechanism of BnaFAX6.1 transporting suberin monomers in rapeseed root tips. Providing molecular level evidence to provide an important basis for future breeding of nutritious and efficient rapeseed varieties.
木栓质层作为植物根系屏障,改善植物根系木栓质的组成和分布情况,可以调节植物根系对于水分和各种矿物营养元素的吸收效率。油菜是我国的主要油料作物之一,油菜缺铁会导致地上部叶绿素被破坏,叶片发黄。光合作用受到影响;地下部根系侧根数量增多且主根和侧根的生长受到抑制,极大的制约油菜产量;而油菜作为人们生活中的主要食用油,其铁元素的含量对人们的健康也具有重大影响。因此,对油菜中铁的有效吸收的作用机制研究具有重大意义。本研究筛选到与木栓质单体转运相关蛋白BnaFAX5.1/6.1,重新命名为BnaSPTP1/2(Suberin precursor transport-related protein),获得了过表达和敲除等稳定转化材料进行功能研究;同时也对模式植物拟南芥的同源基因进行了相关功能研究;确认了SPTP1/2在进化过程中功能保守,能够响应多种胁迫条件。组织定位显示BnaSPTP1/2定位于根系韧皮部与中柱鞘,除此以外BnaSPTP2还定位与内皮层;转运实验表明BnSPTP1/2能够转运香豆酸等木栓质单体。筛选调控网络中发现,BnaSPTP1/2与BnaIRT1等多个铁离子相关的蛋白和转录因子存在互作关系,且BnSaPTP1/2过表达材料中会富集更多铁。基于此,本研究通过候选基因选择、功能验证和分子机制研究完善了缺铁条件下木栓质的降解模型,绘制了甘蓝型油菜缺铁胁迫响应调控网络,可以为提高油菜养分吸收效率进行理论指导,进而为油菜栽培和品种选育提供理论基础。
油菜根系微环境响应土壤低磷胁迫分子机制研究与专用菌剂资源开发
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:李楠楠
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依托单位:
PtrDTX1在杨树体内运输重金属镉过程中的作用机制研究
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批准号:31870587
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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:2018
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负责人:李楠楠
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依托单位:
莱茵衣藻膜蛋白Cr-FAX在脂肪酸跨叶绿体膜运输过程中的作用研究
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批准号:31400063
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2014
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负责人:李楠楠
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依托单位:
国内基金
海外基金