宁夏枸杞钠吸收积累机理及其驱动因子协同作用的研究

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基本信息

  • 批准号：
    31360168
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    50.0万
  • 负责人：
    毛桂莲
  • 依托单位：
    宁夏大学
  • 学科分类：
    C1605.树木生物学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Salinity in arid zones is one of the major abiotic factors limiting agricultural and forestry productivity. Ningxia Lycium barbarum L., is one of the valuable plants for improving salt-alkali soil with unique mechanism to adapt salt stress. In this proposal,the sodium absorption and accumulation, as well as the cellular and subcellular distribution of sodium in Ningxia Lycium barbarum L.under NaCl stress, will be investigated, using techniques of 22Na+ chasing, non-invasive micro-test and confocal scanning laser microscopy. The pathways of sodium absorption will also be identified by utilizing various channel inhibitors. The copperative effects of driving forces of PM H+-ATPase, PM Na+/H+antiporter (SOS1), vacuolar H+-ATPase and/or Na+/H+antiporter (NHX1) on the cytoplasmic sodium efflux will be ascertained by determining the transcriptional expression of these genes. We anticipate that this work will provide fundamental information for understanding the mechanisms of sodium absorption and accumulation, and the copperative effects of driving forces of the salt tolerant Ningxia Lycium barbarum L.. This study will also help us to determine the phenotype of salt tolerance for this plant. An accomplishment of this study will provide important information for improving salt-alkali soil by planting salt-tolerant plants, as well as promoting the development of special industry in Western China.
干旱区土壤盐渍化一直是困扰农业和林业生产的一大难题。作为西北盐碱地改良的首选植物之一，宁夏枸杞对盐的耐受性有独特的适应机制。本项目拟采用22Na+同位素示踪技术、非损伤微测技术和激光共聚焦技术研究宁杞1号在NaCl 胁迫条件下，Na+净吸收速率、Na+转运和积累以及Na+在细胞和亚细胞中的分布；同时利用离子通道抑制剂研究枸杞吸收Na+ 的途径；采用分子生物学手段研究驱动因子质膜H+-ATPase、Na+/H+转运蛋白（SOS1）和液泡膜H+-ATPase、Na+/H+反向转运蛋白（NHX1）基因表达在Na+的外排和区隔于液泡中作用。从而在组织、细胞和分子水平阐明宁夏枸杞Na+的吸收途径、积累机理及驱动因子协同作用的分子机制，为盐生植物枸杞耐盐类型的确定和宁夏枸杞耐盐机理的揭示增添新内容。本项目的完成可以为西北地区利用木本盐生植物改良大面积的盐碱地，促进西部特色产业的发展提供技术和理论依据。

结项摘要

干旱区土壤盐渍化是困扰农业和林业生产的一大难题，也是减少农业和林业产量的主要非生物胁迫因素之一。宁夏枸杞耐盐机理的研究为盐碱地抗逆性灌木筛选提供优质植物资源。本文以宁夏枸杞（Lycium barbarum L）为材料，通过室内土培和水培的方法，采用非损伤微测技术、激光共聚焦技术和分子生物学手段研究了宁夏枸杞在盐胁迫下根对Na+的吸收积累、区隔化以及驱动因子H+-ATPase和Na+/H+逆向转运蛋白的协同作用。研究发现(1)：无论短期处理还是长期处理，Na+、K+和Cl-均呈现外排趋势，枸杞根系和叶片中Na+含量总体呈升高趋势， 根K+和Ca2+含量呈先升后降趋势，Na+/K+呈先降后升趋势，说明枸杞在盐胁迫下将吸收的Na+由根系向地上部运输，降低叶片渗透势，促进吸水，进而提高植物的抗盐能力。（2）通道抑制剂实验结果显示非选择性阳离子通道NSCC并不是Na+进入根细胞的主要途径，主要受K+通道调控。（3）随着胁迫浓度的增加和时间的延长，Na+在皮层分布较少，主要分布在木质部及薄壁细胞中，Cl-在皮层的分布较多，K+和Ca2+在吸收降低，因此在皮层和木质部的分布也减少。Na+转运至地上部后，主要分布在叶肉细胞，Cl-主要分布在叶脉的木薄壁细胞，有利于离子的区隔化。(4) Western blot结果发现短期盐胁迫促进枸杞质膜H+-ATPase和液泡膜Na+/H+逆向转逆向运输蛋白的表达，有利于Na+区隔于液泡中。(5) qRT-PCR 结果发现SOS1基因的表达使Na+的大量外排，NHX1的表达通过将Na+运输至液泡中而降低细胞质中的Na+含量，从而维持了枸杞体内离子平衡。研究结果对于阐明宁夏枸杞耐盐类型提供很好的参考价值。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
“宁杞1号”枸杞不同外植体愈伤组织诱导
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    北方园艺
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    徐蕊;于元元;石晶;毛桂莲;姚新灵;郑蕊
  • 通讯作者：
    郑蕊
盐胁迫下宁夏枸杞根系Na+、K+平衡及抑制剂对其影响的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    干旱地区农业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱志明;毛桂莲;许兴;王盛;郑蕊;杨淑娟
  • 通讯作者：
    杨淑娟
NaHCO3胁迫下3种灌木Na+、K+、Ca2+的吸收及转运
  • DOI：
    10.13287/j.1001-9332.2013.0026
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    应用生态学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    毛桂莲;李国旗;许兴;张新学
  • 通讯作者：
    张新学
碱性盐胁迫对宁夏枸杞生长、结构及光合参数的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    干旱地区农业研究
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    毛桂莲;梁文裕;王盛;许兴;郑蕊;朱志明
  • 通讯作者：
    朱志明

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    朱林;许兴;毛桂莲
  • 通讯作者：
    毛桂莲

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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