Analyses of aluminum-induced cell death via mitochondrial dysfunction in plant cells.
分析铝通过植物细胞线粒体功能障碍诱导的细胞死亡。
基本信息
- 批准号:14540595
- 负责人:
- 金额:$ 1.92万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2002
- 资助国家:日本
- 起止时间:2002 至 2004
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In acidic soils, aluminum(Al) ion is a major factor to limit plant growth. We have previously found that Al ion on the cell surface triggers mitochondrial dysfunction, reactive oxygen species(ROS) production and eventually cell death. The purpose of this research was to investigate the molecular details of the Al toxicity pathway, and to identify molecules and/or genes related to Al tolerance.As an important early event, we found that Al inhibits sucrose uptake via sucrose-H^+ cotransporter in cultured tobacco cells. Since the inhibition of sucrose uptake and the inhibition of water uptake were induced simultaneously by Al, we concluded that the Al-induced inhibition of sucrose uptake leads to the inhibition of water uptake and eventually the inhibition of cell elongation. In addition, since the inhibition of sucrose uptake leads to a decrease in the supply of carbon source to mitochondria, which seems to lead to mitochondrial dysfunction and ATP depletion, and finally cell death.We also found a possibility that transient changes of cytosolic calcium ion concentration are related to Al-stress responses. We finally found that the peroxidase gene overexpressed in Al-tolerant tobacco cells is Al-tolerant gene, and that ATP content is one of determining factors of Al tolerance in pea roots.
在酸性土壤中,铝(Al)离子是限制植物生长的主要因素。我们之前发现细胞表面的铝离子会引发线粒体功能障碍、活性氧(ROS)产生并最终导致细胞死亡。本研究的目的是研究铝毒性途径的分子细节,并鉴定与铝耐受性相关的分子和/或基因。作为一个重要的早期事件,我们发现铝通过蔗糖-H^+协同转运蛋白抑制蔗糖摄取在培养的烟草细胞中。由于铝同时诱导蔗糖摄取的抑制和水摄取的抑制,因此我们得出结论,铝诱导的蔗糖摄取抑制导致水摄取的抑制,并最终抑制细胞伸长。此外,由于蔗糖摄取的抑制导致线粒体碳源供应减少,这似乎会导致线粒体功能障碍和ATP耗竭,最终导致细胞死亡。我们还发现了一种可能,即胞质钙离子的瞬时变化浓度与铝应激反应有关。我们最终发现耐铝烟草细胞中过表达的过氧化物酶基因是耐铝基因,并且ATP含量是豌豆根系耐铝的决定因素之一。
项目成果
期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Yamamoto, Y. et al.: "Oxidative stress triggered by aluminum in plant roots."Plant and Soil. 255. 239-243 (2003)
Yamamoto, Y. 等人:“植物根部铝引发的氧化应激。”植物和土壤。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Kobayashi, Y. et al.: "Studies on the mechanism of aluminum tolerance in pea (Pisum sativum L.) using aluminum-tolerant cultivar 'Alaska' and aluminum-sensitive cultivar 'Hyogo'."Soil Science and Plant Nutrition. (in press).
Kobayashi, Y. 等人:“利用耐铝品种‘阿拉斯加’和铝敏感品种‘兵库’研究豌豆 (Pisum sativum L.) 的铝耐受机制。”土壤科学与植物营养。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Aluminum-induced alterations of cytosolic calcium concentration and its correlation with other aluminum responses in cultured tobacco cells.
铝诱导的细胞质钙浓度的变化及其与培养烟草细胞中其他铝反应的相关性。
- DOI:
- 发表时间:2005
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Tsuchiya;Y.;et al.
- 通讯作者:et al.
Recent advances in the physiological and molecular mechanism of Al toxicity and tolerance in higher plants. In Advances in Plant Physiology Vol.5.(A Hemantaranjan (ed))
高等植物铝毒性和耐受性的生理和分子机制的最新进展。
- DOI:
- 发表时间:2003
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Panda;S. et al.;Hideaki Matsumoto
- 通讯作者:Hideaki Matsumoto
Devi, S.R.et al.: "An intracellular mechanism of aluminum tolerance associated with high antioxidant status in cultured tobacco cells."Journal of Inorganic Biochemistry. 97. 59-68 (2003)
Devi, S.R.等人:“铝耐受性的细胞内机制与培养烟草细胞中的高抗氧化状态相关。”无机生物化学杂志。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
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