课题基金 / 基金详情

类受体激酶LENS整合光与BR信号通路调节水稻生长的分子机理研究

批准号:
32070318
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张胜伟
依托单位:
学科分类:
植物激素与生长调节物质
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张胜伟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在光与内源激素调节植物生长的过程中,细胞壁的结构也发生了动态变化,这一变化应被实时感知,并传递给胞内的光信号或激素信号,以此来维持细胞结构和生长的有序性,然而能直接感受细胞壁动态变化的膜表面信号分子目前了解不多。我们最近从水稻中筛选到一个负调节细胞伸长的类受体激酶LENS,它的胞外域能结合果胶,胞内域有激酶活性。并且LENS在暗下降解,光下稳定,意味着它的功能受到了光的调节。此外,LENS过表达株系呈现了与BR激素不敏感突变体类似的表型,并且LENS与BR的受体OsBRI1互作,说明LENS可能通过影响BR信号来调节水稻生长。本项目拟在已有研究基础上,主要利用遗传学与生物化学等方法,重点研究光、细胞壁动态对LENS活性调节的分子机理,并深入解析LENS对OsBRI1的精细调节机制,旨在揭示“光-细胞壁果胶动态-LENS-OsBRI1-BR信号”途径在调控水稻生长中的重要作用。
英文摘要
During the light- and phytohormone-mediated regulation of plant growth, the structure of the cell wall changes dynamically. These changes are sensed and transmitted to intracellular light and phytohormone signaling pathways, leading to the maintenance of cell structure and growth. However, the molecules that directly sense these cell wall signals are rarely reported. Recently, we found that the receptor-like kinase LENS negatively regulates cell elongation; thus, it controls several agronomic traits in rice. LENS binds cell wall pectins through its extracellular domain, and it possesses kinase activity in its intracellular domain. Interestingly, LENS is stable in the light but degraded in the dark, indicating that its function is regulated by light-dark cycles. Additionally, LENS-overexpressing rice plants exhibited phenotypes that were similar to those of brassinosteroid (BR)-insensitive mutants. Meanwhile, LENS was found to interact with the BR receptor OsBRI1, suggesting that LENS alters rice growth by regulating BR signaling. Based on these results, we will study the molecular mechanism underlying light and cell wall pectin dynamics in the regulation of LENS activity and the mechanism whereby LENS regulates OsBRI1. In this project, we will use biochemical and genetic strategies to uncover the key functions of the “light-cell wall pectin dynamics-LENS-OsBRI1-BR signaling pathway” in regulating rice growth.
植物细胞的伸长速率随外界环境更迭(如昼夜交替)而发生相应变化,与之对应的细胞壁重塑有关的代谢过程也必然发生适应性的改变。而这种改变必须及时反馈给细胞内生长调节途径,两者协调同步才能确保细胞在保证有足够强度维持植物基本形态的同时不会畸形甚至破裂,然而目前能直接向细胞内传递细胞壁变化的信号分子了解并不多。本项目的研究发现水稻细胞壁连类受体激酶-LENS/OsWAK11是连接细胞壁果胶甲酯化变化和油菜素内酯(BR)信号途径的纽带,它们共同调节细胞生长速率的适应性变化。OsWAK11调控水稻的多个重要的农艺性状。OsWAK11与BR受体OsBRI1互作,并能磷酸化存在于多数单子叶植物中保守的氨基酸残基-Thr752,从而抑制了OsBRI1对其共受体OsSERK1/OsBAK1的磷酸化,使得BR信号传递受阻。OsWAK11的胞外域倾向于结合甲酯化形式的果胶,黑暗条件下,细胞壁中果胶的甲酯化程度升高,引起OsWAK11自我磷酸化水平改变并被26S蛋白酶体降解,从而解除了对BR信号的抑制,进而促进暗下植物细胞伸长生长。该项研究发表在国际知名杂志Current Biology上,国际著名植物细胞生物学家Zhen-Biao Yang发表Dispatch文章对此发现给予了高度评价。.本项目执行过程中共发表2篇高水平SCI论文,指导2名博士生和2名硕士生毕业,目前在读博士和硕士各1名继续完成项目后续工作。
类受体激酶SIT1与蛋白磷酸酶PP2AB’调节亚基κ1/2相互作用参与水稻盐胁迫反应的分子机制研究
  • 批准号:
    31571462
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    张胜伟
  • 依托单位:
水稻壁连类受体激酶WRL3参与盐胁迫反应的功能研究
  • 批准号:
    31000126
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张胜伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金