类GSK3激酶调控光合相关基因表达和叶绿体发育的分子机制的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670235
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    68.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0203.植物光合与固氮
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Plant glycogen synthase kinase 3 (GSK3),play essential roles in modulating numerous developmental processes, including photosynthetic metabolism and chloroplast development. But the molecular mechanism how GSK3 regulates photosynthesis is not known. The physiological importance of GSK3-like kinases in plants emerged when the functional role of plant GSK3-like kinases represented by BIN2 was the first elucidated GSK3-like kinases in plants in brassinosteroid (BR) signaling. Compared with wild type, BIN2 gain of function/loss of function mutants bin2-1 and bil1bil2bin2-3 displayed changed chlorophyll content. Meanwhile we identified two BIN2 phosphorylated substrates GLK1 and ABI4. We proposed BIN2 regulates photosynthesis by phosphorylating GLK1 and ABI4. Next we will perform kinase assay in vitro and in vivo to detect whether BIN2 can affect GLK1 and ABI4 subcellular localization and transcriptional activity by phosphorylation. Our results therefore will establish a new mechanism by which, two BIN2 substrates, functions to amplify GSK3 in regulating photosynthesis.
植物的类糖原合成酶3(GSK3)在植物发育和应对非生物胁迫过程中具有重要作用。虽然表观遗传学显示类GSK3激酶在植物光合作用和叶绿体发育过程中可能具有重要作用,但是其中的具体分子机制还不清楚。我们前期的研究工作分离出了GSK3激酶BIN2的两个底物,分别为转录因子GLK1和ABI4。与野生型相比,BIN2功能获得型突变植株bin2-1叶片叶绿素含量升高,而BIN2及其同源基因BIL1和BIL2三缺失突变体bin2-3bil1bil2的叶绿素含量减低。因此我们推测BIN2可能通过调控GLK1和ABI4来影响光合相关基因表达和叶绿体发育。我们拟通过研究BIN2是否可以与GLK1和ABI4互作并且通过磷酸化GLK1和ABI4来影响其亚细胞定位和转录活性,来揭示类GSK3激酶对光合基因表达和叶绿体发育调控的分子机制。这些研究对丰富和完善植物细胞调控光合作用和叶绿体发育的多重调控机制具有重要意义。

结项摘要

植物的类糖原合成酶3(GSK3)在植物发育和应对非生物胁迫过程中具有重要作用。虽然表观遗传学显示类GSK3激酶在植物光合作用和叶绿体发育过程中可能具有重要作用,但是其中的具体分子机制还不清楚。我们的研究工作分离出了GSK3激酶BIN2的底物,转录因子GLK1。与野生型相比,BIN2功能获得型突变植株bin2-1叶片叶绿素含量升高,而BIN2及其同源基因BIL1和BIL2三缺失突变体bin2-3bil1bil2的叶绿素含量减低。我们的实验结果表明BIN2通过调控GLK1来影响光合相关基因表达和叶绿体发育。我们发现BIN2与GLK1互作,并且通过磷酸化GLK1来影响其亚细胞定位和转录活性,从而揭示类GSK3激酶对光合基因表达和叶绿体发育调控的分子机制。这些研究对丰富和完善植物细胞调控光合作用和叶绿体发育的多重调控机制具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
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专利数量(0)
The bHLH transcription factor gene AtUPB1 regulates growth by mediating cell cycle progression in Arabidopsis
bHLH 转录因子基因 AtUPB1 通过介导拟南芥细胞周期进程来调节生长。
  • DOI:
    10.1016/j.bbrc.2019.08.088
  • 发表时间:
    2019-10-20
  • 期刊:
    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Li, Taotao;Yang, Shiyan;Lin, Honghui
  • 通讯作者:
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ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 Is Involved in Cold Response and Freezing Tolerance Regulation in Physcomitrella patens.
脱落酸不敏感3参与小立碗藓的冷反应和耐冻性调节
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Tan T;Sun Y;Peng X;Wu G;Bao F;He Y;Zhou H;Lin H
  • 通讯作者:
    Lin H
Transcription factor HAT1 is a substrate of SnRK2.3 kinase and negatively regulates ABA synthesis and signaling in Arabidopsis responding to drought.
转录因子 HAT1 是 SnRK2.3 激酶的底物,负调控拟南芥响应干旱的 ABA 合成和信号传导
  • DOI:
    10.1371/journal.pgen.1007336
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    PLoS genetics
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Tan W;Zhang D;Zhou H;Zheng T;Yin Y;Lin H
  • 通讯作者:
    Lin H
Nitric oxide as a signaling molecule in brassinosteroid-mediated virus resistance to Cucumber mosaic virus in Arabidopsis thaliana.
一氧化氮作为油菜素类固醇介导的拟南芥黄瓜花叶病毒抗性中的信号分子。
  • DOI:
    10.1111/ppl.12677
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Physiologia Plantarum
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Zou Li-Juan;Deng Xing-Guang;Zhang Li-e;Zhu Tong;Tan Wen-Rong;Muhammad Arfan;Zhang Chao;Zhang Da-Wei;Lin Hong-Hui
  • 通讯作者:
    Lin Hong-Hui
Regulation of anthocyanin accumulation via MYB75/HAT1/TPL-mediated transcriptional repression
通过 MYB75/HAT1/TPL 介导的转录抑制调节花青素积累
  • DOI:
    10.1371/journal.pgen.1007993
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Plos Genetics
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Ting Zheng;Wenrong Tan;Huan Yang;Li'e Zhang;Taotao Li;Baohui Liu;Dawei Zhang;Honghui Lin
  • 通讯作者:
    Honghui Lin

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  • 通讯作者:
    林宏辉
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茉莉酸和水杨酸处理对感染黄瓜花叶病毒的拟南芥的影响与温度的关系
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    林宏辉
  • 通讯作者:
    林宏辉
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  • 发表时间:
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    --
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  • 期刊:
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    1.5
  • 作者:
    林宏辉
  • 通讯作者:
    林宏辉
高温对本氏烟抗病毒机制影响的研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.0490-6756.2019.04.027
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    四川大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐振鹏;邱隆;杨婷;林宏辉;席德慧
  • 通讯作者:
    席德慧

其他文献

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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

        graph TD
          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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