不同氮源调控水稻根系细胞壁结合态磷再利用的生理和分子机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901452
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1309.稻类作物栽培学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The reutilization of cell wall-bound P in rice roots can fully mobilize the P sink capacity in rice roots, improve the P use efficiency in rice plants, and alleviate the P deficiency stress in environment. The regulatory effects of different N forms on uptake, transport, and distribution of P in rice plants are significantly different. However, the key processes for reutilization of cell wall-bound P in rice roots regulated by N are still unclear. The physiological and molecular mechanisms of reutilization of cell wall-bound P in rice roots in response to the intervening of different N resources are still unknown. In this project, Nipponbare will be used as rice variety, ammonium and nitrate will be used as the regulating ways, and hydroponic experiment and field experiment will be combined together as the research method. The key genes and proteins involved in the process of two N forms regulating cell wall-bound P reutilization will be clarified, members of the pectin methyl esterase genes which showed significant differences in expression levels under two N forms condition and its function will be illuminated, the network pathways for signal chemicals (putrescine and ethylene) in the process of two N forms regulating reutilization of cell wall-bound P will be revealed, and the cultivation technology system for “N regulating P” to improve the P use efficiency in rice plants will be built. This study can provide theoretical basis and technical support for accelerating reutilization of P in rice plants, decreasing P application rate in paddy soil, and reducing the P eutrophication pollution in the environment.
水稻根系细胞壁结合态磷再利用可充分调动根系磷库容,提高植株磷利用效率,缓解缺磷胁迫。不同形态氮源对水稻磷吸收、转运、分配存在不同的调控作用。目前氮素介入水稻根系调控细胞壁结合态磷再利用的关键过程尚不清楚,水稻根系细胞壁结合态磷响应不同氮源介入的生理和分子机制尚不明确。本项目以水稻品种日本晴为供试材料,以铵态氮、硝态氮为外源氮素调控手段,通过水培试验和田间试验相结合的方法,阐明参与两种氮源调节水稻根系细胞壁结合态磷再利用的基因和蛋白,明确在两种氮源条件下表达量存在显著差异的果胶甲酯酶基因家族成员及功能,解析两种氮源调控细胞壁结合态磷再利用过程中信号物质腐胺和乙烯的网络途径,构建“以氮调磷”提高水稻磷利用效率的栽培技术体系,以期为促进水稻植株磷素再利用,降低土壤磷肥施用量,减少磷素富营养化污染提供理论基础和技术支持。

结项摘要

铵态氮和硝态氮对水稻磷吸收、转运和分配存在不同的调控作用,然而,两种氮源对水稻根系细胞壁结合态磷再利用的调控机制还不清楚。本项目以水稻品种日本晴为供试材料,以铵态氮、硝态氮为外源氮素调控手段,通过水培试验和田间试验相结合的方法,阐明参与两种氮源调节水稻根系细胞壁结合态磷再利用的基因和蛋白,明确在两种氮源条件下表达量存在显著差异的果胶甲酯酶基因家族成员及功能,解析两种氮源调控细胞壁结合态磷再利用过程中信号物质腐胺和乙烯的网络途径。本项目结果显示,缺磷条件下,铵态氮通过调控水稻根系腐胺和乙烯的合成,提高根系细胞壁果胶的合成和果胶甲酯酶的活性,从而提高根系细胞壁磷的再利用。果胶甲酯酶35个基因家族中,两种氮源对果胶甲酯酶活性的不同调节作用主要受OsPME9和OsPME29两个基因控制。转录组学结果显示,铵态氮还通过调控水稻根系水稻碳氮代谢系统、信号系统、抗氧化系统、转录因子系统等提高水稻在缺磷条件下对磷的吸收和再利用。该项目为构建“以氮调磷”提高水稻磷利用效率的栽培技术体系,降低土壤磷肥施用量,减少磷素富营养化污染提供理论基础和技术支持。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
水杨酸通过一氧化氮途径调控水稻缓解低磷胁迫
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国水稻科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱春权;魏倩倩;党彩霞;黄晶;徐青山;潘林;朱练峰;曹小闯;孔亚丽;项兴佳;刘佳;金千瑜;张均华
  • 通讯作者:
    张均华
Biochar Application Alleviated Rice Salt Stress via Modifying Soil Properties and Regulating Soil Bacterial Abundance and Community Structure
生物炭的应用通过改变土壤性质和调节土壤细菌丰度和群落结构减轻稻盐胁迫
  • DOI:
    10.3390/agronomy12020409
  • 发表时间:
    2022-02-01
  • 期刊:
    AGRONOMY-BASEL
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Huang, Jing;Zhu, Chunquan;Zhang, Junhua
  • 通讯作者:
    Zhang, Junhua
外加碳源和氮源对酸化水稻土温室气体释放的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国稻米
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱春权;韦翠珍;曹小闯;朱练峰;孔亚丽;金千瑜;张均华
  • 通讯作者:
    张均华
Unearthing the alleviatory mechanisms of hydrogen sulfde in aluminum toxicity in rice
揭示硫化氢缓解水稻铝毒性的机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Plant Physiology and Biochemistry
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    Chun Quan Zhu;QianQian Wei;Wen Jun Hu;Ya Li Kong;Xing Jia Xiang;Hui Zhang;Xiao Chuang Cao;Lian Feng Zhu;Jia Liu;Wen Hao Tian;Qian Yu Jin;Jun Hua Zhang
  • 通讯作者:
    Jun Hua Zhang
硫化氢调控植物重金属胁迫耐性机制研究进展
  • DOI:
    10.13592/j.cnki.ppj.300008
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏倩倩;朱春权;黄晶;曹小闯;朱练峰;孔亚丽;刘佳;金千瑜;项兴佳;张均华
  • 通讯作者:
    张均华

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其他文献

水稻耐盐生理及分子调节机制
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    黄洁;白志刚;钟楚;金千瑜;朱练峰;曹小闯;朱春权;张均华
  • 通讯作者:
    张均华
土壤微生物介导植物抗盐性机理的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孔亚丽;朱春权;曹小闯;朱练峰;金千瑜;洪小智;张均华
  • 通讯作者:
    张均华

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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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