The role of hydrogen peroxide as signalling molecule in leaf senescence and its impact on senescence-induced nitrogen mobilisation

过氧化氢作为信号分子在叶片衰老中的作用及其对衰老诱导的氮动员的影响

基本信息

项目摘要

Despite the importance of senescence, our knowledge on the regulatory mechanisms of this process is still fragmentary. For the model plant Arabidopsis thaliana we have previously shown that during the onset of leaf senescence the hydrogen peroxide concentration in the leaf cells increases by a complex regulatory interplay of the hydrogen peroxide scavenging enzymes. This hydrogen peroxide peak is involved in the onset of senescence most likely by transcriptional up-regulation of important senescence-associated transcription factors like WRKY53 or NAC92. In oilseed rape, hydrogen peroxide is also up-regulated during developmental senescence. In this approach, we will analyze the role of hydrogen peroxide in the expression of genes involved in the mobilization of nitrogenous compounds in more detail in the crop plant oilseed rape. Here, we will focus on the expression of seed storage protein genes which were unexpectedly expressed in leaves following the hydrogen peroxide profiles and possibly serving as a putative interim N storage. This was detected only in oilseed rape but not in Arabidopsis. In addition, we have several lines of evidence that the cellular compartment where the hydrogen peroxide is formed is important for its signalling function. Therefore, we would like to proceed with the establishment of an in vivo imaging system for hydrogen peroxide using a hydrogen peroxide sensitive GFP directed to different cellular compartments in Arabidopsis and oilseed rape to understand its regulatory role more precisely and in the long run create plants which can be very specifically manipulated in senescence regulation and nitrogen mobilization.Keywords: Hydrogen peroxide as signalling molecule, hydrogen peroxide scavenging enzymes (catalase and ascorbate peroxidase), role of hydrogen peroxide in gene expression of SAGs, in vivo hydrogen peroxide imaging system.
尽管衰老很重要,但我们对该过程的调节机制的了解仍然不完整。对于模型植物拟南芥,我们之前已经表明,在叶子衰老开始期间,叶子细胞中的过氧化氢浓度通过过氧化氢清除酶的复杂调节相互作用而增加。该过氧化氢峰很可能通过重要的衰老相关转录因子(如 WRKY53 或 NAC92)的转录上调参与衰老的发生。在油菜中,过氧化氢在发育衰老过程中也会上调。在这种方法中,我们将更详细地分析过氧化氢在作物油菜中参与含氮化合物动员的基因表达中的作用。在这里,我们将重点关注种子储存蛋白基因的表达,这些基因在过氧化氢谱后意外地在叶子中表达,并可能充当假定的临时氮储存。仅在油菜中检测到这一点,但在拟南芥中未检测到。此外,我们有多项证据表明,形成过氧化氢的细胞区室对其信号传导功能很重要。因此,我们希望继续建立过氧化氢的体内成像系统,使用过氧化氢敏感的 GFP 定向到拟南芥和油菜的不同细胞区室,以更准确地了解其调节作用,并从长远来看创造出具有以下特性的植物:关键词:过氧化氢作为信号分子,过氧化氢清除酶(过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶),过氧化氢在基因表达中的作用SAG,体内过氧化氢成像系统。

项目成果

期刊论文数量(12)
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The complex regulation of WRKY53 during leaf senescence of Arabidopsis thaliana.
  • DOI:
    10.1016/j.ejcb.2009.10.014
  • 发表时间:
    2010-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    U. Zentgraf;T. Laun;Y. Miao
  • 通讯作者:
    U. Zentgraf;T. Laun;Y. Miao
Senescence Networking: WRKY18 is an Upstream Regulator, a Downstream Target Gene, and a Protein Interaction Partner of WRKY53
  • DOI:
    10.1007/s00344-013-9380-2
  • 发表时间:
    2014-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Maren Potschin;Silke Schlienger;Stefan Bieker;U. Zentgraf
  • 通讯作者:
    Maren Potschin;Silke Schlienger;Stefan Bieker;U. Zentgraf
Determination of the in vivo redox potential by one-wavelength spectro-microscopy of roGFP
  • DOI:
    10.1007/s00216-012-5911-0
  • 发表时间:
    2012-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Wierer, Sebastian;Peter, Sebastien;Schleifenbaum, Frank
  • 通讯作者:
    Schleifenbaum, Frank
Role of Intracellular Hydrogen Peroxide as Signalling Molecule for Plant Senescence
细胞内过氧化氢作为植物衰老信号分子的作用
  • DOI:
    10.5772/34576
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zentgraf;Zimmermann;Smykowski
  • 通讯作者:
    Smykowski
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