REGULATION OF AMINO ACID BIOSYNTHESIS GENES IN PLANTS
植物氨基酸生物合成基因的调控
基本信息
- 批准号:2668462
- 负责人:
- 金额:$ 24.99万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:1983
- 资助国家:美国
- 起止时间:1983-12-01 至 2000-02-29
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Arabidopsis aminoacid biosynthesis autoradiography chloroplasts gene mutation genetic regulation genetically modified plants glutamate ammonia ligase glutamate dehydrogenase isozymes nitrogen fixation nitrogen metabolism nucleic acid probes photosynthesis plant genetics plant proteins radiotracer regulatory gene structural genes western blottings
项目摘要
We are using Arabidopsis thaliana as a model to identify the structural
and regulatory genes controlling nitrogen assimilation into glutamine and
glutamate using molecular, biochemical and genetic approaches. Nitrogen
assimilation into these amino acids affects plant growth and ultimately
seeds quantity and quality. Thus, our basic studies on the genes that
control this process in plants relate indirectly to human and animal
nutrition. The structural genes under investigation are: glutamine
synthetase (GS), glutamate synthase (Fd-GOGAT or NADH-GOGAT), and
glutamate dehydrogenase (GDH). The gene families for each enzyme in
Arabidopsis contain independently regulated members encoding distinct
isoenzymes. Despite decades of in vitro studies conducted in many
species, the in vivo roles of GS, GOGAT and GDH isoenzymes in plants can
only be conjectured. We propose to conduct the first systematic isolation
of plant mutants specifically defective in each isoenzyme of GS, Fd-GOGAT,
NADH-GOGAT or GDH, in a single species. We have shown that it is possible
to isolate Arabidopsis mutants defective in nitrogen assimilatory genes
using isoenzyme screens unbiased for growth phenotype. We propose a
detailed characterization of the mutant progeny, to quantify the effects
of the loss of a single isoenzyme on processes such as primary nitrogen
assimilation, photorespiration, and nitrogen mobilization during seed set.
This analysis will define the key and rate-limiting enzymes that control
the efficiency of nitrogen use in plants. In addition we may also uncover
mutants in regulatory genes. We have begun to investigate the mechanisms
controlling the regulation of nitrogen assimilatory genes. Based on gene
regulation studies, we have developed a "metabolic control" model that
proposes these nitrogen assimilatory genes are regulated in response to
the ratio of carbon to nitrogen metabolites in a plant. We propose
genetic screens to uncover the components of this machinery and have in
hand two putative regulatory genes. Our specific aims are: 1) Isolate
additional Arabidopsis gdh mutants and mutants in chloroplastic GS2 by
isoenzyme screening, 2) Characterize existing Arabidopsis mutants
defective in one of two genes for Fd-GOGAT (gls1) and isolate mutants in
the second gene, 3) Create mutants in cytosolic GS1 or NADH-GOGAT by
expressing dominant-negative subunits in transgenic plants, 4) Test the
metabolic control model and define the metabolites senses, 5) Define
components of the regulatory pathway using genetic screens and define the
in vivo function of candidate genes in hand. Our basic studies on the
mechanisms that regulate nitrogen assimilation in Arabidopsis may have
implications for improving nitrogen use in crops not amenable to such
molecular-genetic studies. Furthermore, as metabolic signaling also
occurs in animals, insights into this process may be more readily obtained
using a molecular-genetic strategy in Arabidopsis.
我们使用拟南芥作为模型来识别结构
和控制氮同化为谷氨酰胺的调节基因
使用分子、生物化学和遗传方法来检测谷氨酸。 氮
这些氨基酸的同化会影响植物生长,并最终
种子数量和质量。 因此,我们对基因的基础研究
植物中控制这一过程与人类和动物间接相关
营养。 正在研究的结构基因是: 谷氨酰胺
合成酶 (GS)、谷氨酸合成酶(Fd-GOGAT 或 NADH-GOGAT),以及
谷氨酸脱氢酶(GDH)。 每种酶的基因家族
拟南芥含有独立调控的成员,编码不同的
同工酶。 尽管在许多国家进行了数十年的体外研究
植物中 GS、GOGAT 和 GDH 同工酶的体内作用可以
只能推测。 我们建议进行第一次系统隔离
GS、Fd-GOGAT 每种同工酶特异缺陷的植物突变体,
NADH-GOGAT 或 GDH,在单一物种中。 我们已经证明这是可能的
分离氮同化基因缺陷的拟南芥突变体
使用同工酶对生长表型进行公正的筛选。 我们提出一个
突变后代的详细表征,以量化影响
诸如初级氮等过程中单一同工酶的损失
结籽过程中的同化、光呼吸和氮动员。
该分析将定义控制的关键酶和限速酶
植物对氮的利用效率。 此外我们还可能发现
调节基因的突变体。 我们已经开始研究机制
控制氮同化基因的调节。 基于基因
调节研究,我们开发了一个“代谢控制”模型
提出这些氮同化基因的调节是为了响应
植物中碳与氮代谢物的比率。 我们建议
基因筛选以揭示该机器的组成部分并具有
手上有两个假定的调控基因。 我们的具体目标是:1)隔离
其他拟南芥 gdh 突变体和叶绿体 GS2 突变体
同工酶筛选,2) 表征现有拟南芥突变体
Fd-GOGAT (gls1) 的两个基因之一存在缺陷,并在其中分离出突变体
第二个基因,3) 在胞质 GS1 或 NADH-GOGAT 中创建突变体
在转基因植物中表达显性失活亚基,4) 测试
代谢控制模型并定义代谢物感官,5)定义
使用遗传筛选的调控途径的组成部分并定义
手中候选基因的体内功能。 我们的基础研究
拟南芥氮同化调节机制可能有
对改善不适合这种情况的作物氮利用的影响
分子遗传学研究。 此外,由于代谢信号也
发生在动物身上,可能更容易获得对这个过程的了解
在拟南芥中使用分子遗传策略。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Gloria CORUZZI其他文献
Gloria CORUZZI的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Gloria CORUZZI', 18)}}的其他基金
Hit-and-Run transcription: The impact of transient interactions in dynamic gene regulatory networks that mediate rapid nutrient signaling
打了就跑的转录:介导快速营养信号传导的动态基因调控网络中瞬时相互作用的影响
- 批准号:
10249072 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
Hit-and-Run transcription: The impact of transient interactions in dynamic gene regulatory networks that mediate rapid nutrient signaling
打了就跑的转录:介导快速营养信号传导的动态基因调控网络中瞬时相互作用的影响
- 批准号:
10673969 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
Hit-and-Run transcription: The impact of transient interactions in dynamic gene regulatory networks that mediate rapid nutrient signaling
打了就跑的转录:介导快速营养信号传导的动态基因调控网络中瞬时相互作用的影响
- 批准号:
10410554 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
Hit-and-Run transcription: The impact of transient interactions in dynamic gene regulatory networks that mediate rapid nutrient signaling
打了就跑的转录:介导快速营养信号传导的动态基因调控网络中瞬时相互作用的影响
- 批准号:
9886986 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
The function of small RNAs in the nitrogen response
小RNA在氮反应中的功能
- 批准号:
7544970 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
The function of small RNAs in the nitrogen response
小RNA在氮反应中的功能
- 批准号:
7746444 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
The function of small RNAs in the nitrogen response
小RNA在氮反应中的功能
- 批准号:
7343108 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
REGULATION OF AMINO ACID BIOSYNTHESIS GENES IN PLANTS
植物氨基酸生物合成基因的调控
- 批准号:
3282081 - 财政年份:1983
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
REGULATION OF AMINO ACID BIOSYNTHESIS GENES IN PLANTS
植物氨基酸生物合成基因的调控
- 批准号:
2882997 - 财政年份:1983
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
PLANT GENE REGULATION DURING N-ASSIMILATION/FIXATION
N同化/固定过程中的植物基因调控
- 批准号:
3282073 - 财政年份:1983
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
相似国自然基金
催化不对称自由基反应合成手性α-氨基酸衍生物
- 批准号:22371216
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
手性β-羟基α-氨基酸酯及α, β-二氨基酸酯衍生物的高效不对称合成研究
- 批准号:22371186
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
吡喃糖骨架双功能催化剂设计及其应用于α-四取代碳-α-氨基酸衍生物的不对称催化合成
- 批准号:22361009
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
抑制支链氨基酸生物合成的新型单通道双靶标除草方法研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
南极衣藻类菌孢素氨基酸(MAAs)生物合成途径及其强紫外辐射损伤防护功能研究
- 批准号:42176130
- 批准年份:2021
- 资助金额:58 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
CENTRAL CONTROL OF OXYTOCIN RELEASE DURING GESTATION
妊娠期间催产素释放的集中控制
- 批准号:
6984838 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
CENTRAL CONTROL OF OXYTOCIN RELEASE DURING GESTATION
妊娠期间催产素释放的集中控制
- 批准号:
6865301 - 财政年份:2000
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
GLUTAMATE RECEPTORS IN AGED RATS AND HUMAN ALZHEIMER'S DISEASE
老年大鼠和人类阿尔茨海默病中的谷氨酸受体
- 批准号:
6267327 - 财政年份:1998
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
GLUTAMATE RECEPTORS IN AGED RATS AND HUMAN ALZHEIMER'S DISEASE
老年大鼠和人类阿尔茨海默病中的谷氨酸受体
- 批准号:
6234079 - 财政年份:1997
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别:
GROWTH FACTOR REGULATION OF CRANIAL SUTURE MORPHOGENESIS
生长因子对颅缝形态发生的调节
- 批准号:
2443693 - 财政年份:1996
- 资助金额:
$ 24.99万 - 项目类别: