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微管相关蛋白AtMAP65-8调控微管动态响应渗透胁迫的分子机制

批准号:
32100244
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:
孙玉慧
依托单位:
学科分类:
植物与环境互作
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙玉慧

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
植物中的微管相关蛋白通过调控微管的动态变化,参与植物响应逆境胁迫。MAP65蛋白家族是一类相对保守的微管结合蛋白,在拟南芥中共有9个成员,目前多数蛋白定位已报道,但是具体功能研究的较少。前期通过RNA-Seq数据筛选出MAP65-8能够被盐胁迫显著诱导表达,通过表型分析发现MAP65-8参与植物响应渗透胁迫过程。因此,本项目主要研究MAP65-8在植物响应渗透胁迫中的作用,并探究其分子机制。进一步研究揭示MAP65-8是否通过调控微管的动态变化响应渗透胁迫。此外,前期结果表明MPK4与MAP65-8蛋白互作,进一步研究将揭示MPK4如何调控MAP65-8蛋白功能,进而影响微管的动态不稳定性来响应渗透胁迫。本项目的实施,将进一步解析植物响应渗透胁迫的分子机理,为增强植物抗逆提供理论依据。
英文摘要
Microtubule-associated Proteins (MAPs) regulate the dynamic instability of microtubules in response to abiotic stresses in plants. MAP65 proteins are relative conservative MAPs and nine members of the MAP65 protein family have been identified in Arabidopsis. Characterizing the locations of MAP65s has been mostly reported, however, the functions are not well understood. In previous study, MAP65-8 was identified from RNA-Seq data, which is induced by salt stress. Nevertheless, the phenotype experiments indicated that MAP65-8 is involved in response to osmotic stress. Therefore, this project intends to study the function of MAP65-8 in response to osmotic stress and further explore its molecular mechanism. Further studies will reveal whether MAP65-8 regulates the dynamic instability of microtubules in response to osmotic stress. Moreover, the previous results indicated that MPK4 interacts with MAP65-8, and further studies will reveal how MPK4 regulates the function of MAP65-8, thereby affecting the dynamics instability of microtubules in response to osmotic stress. This study will further reveal the molecular mechanisms of plant responding to osmotic stress, and provide a theoretical basis for enhancing plant stress resistance.
植物中的微管相关蛋白通过调控微管的动态变化,参与植物响应生物和非生物胁迫。MAP65家族是一类相对保守的微管结合蛋白,在拟南芥中共有9个成员,目前多数蛋白定位已被报道,但具体功能研究的较少。本项目主要研究MAP65-8在植物免疫反应中的功能及其通过与MPK4以及RD21A互作,进而调控RD21A蛋白酶活性来参与免疫应答的作用机制。本项目取得了一些重要的结果,首先,通过酵母筛库,鉴定到RD21A与MAP65-8存在相互作用,进一步通过荧光素酶互补实验等方法验证两者确实互作。其次,MAP65-8的亚细胞定位分析显示其与周质微管共定位,且与RD21A呈点状共定位。此外,MAP65-8基因表达具有一定的时空特异性。接下来,用丁香假单胞菌或flg22处理,进行表型鉴定,结果显示突变体胼胝质沉积的更少;无论是喷洒还是注射接种,突变体中的细菌数都显著高于野生型,而过表达则低于野生型,说明map65-8突变体的PTI响应减弱。气孔是病原菌入侵植物体的重要通道。气孔开度测定实验表明,病原菌处理后突变体的气孔孔径显著高于野生型,说明气孔免疫受损。进一步研究MAP65-8调控免疫反应的分子机制,MAPKs与MAP65s之间常常存在互作和磷酸化,酵母双杂鉴定出MAP65-8特异地与MPK4互作,进一步的磷酸化实验显示MPK4不能磷酸化MAP65-8,但MAP65-8却能增强MPK4的磷酸化水平,说明MAP65-8可能具有激酶活性,分析其C端结构域,发现可能存在一个RIO激酶结构域。进一步的研究表明MAP65-8能减弱MPK4与RD21A的互作,说明MAP65-8通过增强MPK4磷酸化水平,抑制MPK4与RD21A互作,从而调控RD21A蛋白酶活性。综上,本项目明确了MAP65-8在植物免疫反应中的功能,并解析了MAP65-8、MPK4与RD21A三者在参与植物免疫应答中的分子调控关系,为深入解析微管结合蛋白调控植物免疫反应的作用机制提供了一定的理论基础。
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  • 批准号:
    32572266
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    孙玉慧
  • 依托单位:
国内基金
海外基金