水稻谷胱甘肽运输蛋白基因OsGT1的选择性剪接及其在抗氧化胁迫中的作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31071352
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    32.0万
  • 负责人：
    曾纪晴
  • 依托单位：
    中国科学院华南植物园
  • 学科分类：
    C1304.作物生理学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，有还原型(GSH)和氧化型(GSSG)两种形式，在植物生命活动中具有重要作用。人们对谷胱甘肽的合成有比较深入的研究，但对其运输则知之甚少,一个主要的原因就是人们未能找到植物专一性调控谷胱甘肽运输的基因。OsGT1基因是我们分离和鉴定的第一个植物谷胱甘肽运输蛋白基因，为研究植物谷胱甘肽的运输奠定了基础。本项目拟通过利用突变体、转基因等技术研究该基因3种选择性剪接方式的发生规律、调控机制以及生理功能，着重研究OsGT1基因与水稻叶片抗氧化胁迫的关系，从而阐明OsGT1基因在水稻谷胱甘肽运输中的调控机制，揭示谷胱甘肽运输在水稻抗氧化胁迫中的作用机理。本项目的研究将丰富人们对谷胱甘肽运输的认识，有助于人们更加全面深入地理解谷胱甘肽运输在植物生命活动中的重要作用，同时也将为提高水稻等农作物的抗逆性品种改良的基因工程开辟一条新途径。

结项摘要

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽，有还原型(GSH)和氧化型(GSSG)两种形式，在植物生命活动中具有重要作用。人们对GSH的合成有比较深入的研究，但对GSH的运输则知之甚少。OsGT1基因是我们分离和鉴定的第一个植物GSH运输蛋白基因，为研究植物GSH的运输奠定了基础。本项目通过OsGT1基因酵母表达载体构建、酵母功能互补、OsGT1基因水稻突变体筛选、超表达与RNAi干扰转基因植株的获得、OsGT1基因的时空表达与亚细胞定位以及OsGT1基因突变体、转基因水稻植株生理生化指标的测定，研究了OsGT1基因三种选择性剪接方式的基因表达调控规律及其在抗氧化胁迫中的作用机制。研究发现，osgt1突变体叶片出现严重枯斑是由于突变体叶片中的严重氧化胁迫导致的，而这种严重氧化胁迫是由于突变体水稻叶片抗氧化能力降低的结果。通过对OsGT1基因超表达和RNAi干扰水稻植株对重金属镉和干旱抗性的分析，发现超表达OsGT1基因水稻幼苗具有更强的重金属镉抗性，而这种抗性的提高与水稻幼苗根部清除H2O2活性氧能力的提高有关。而RNAi干扰植株幼苗根部比对照积累更多H2O2，幼苗根与芽的生长均受到抑制。对OsGT1基因表达模式进行了研究，发现它们在水稻根、茎、叶和穗中均有表达，主要集中分布于叶脉和根的维管束中，亚细胞定位分析显示OsGT1定位于细胞质膜上。对突变体、超表达与RNAi干扰转基因植株叶片叶肉和叶脉中GSH含量的测定以及染色定位发现，GSH主要分布于叶脉中。基于这些研究结果，我们认为OsGT1基因与水稻GSH长距离运输有关，水稻抗氧化胁迫能力依赖于GSH的长距离运输。本项目的研究丰富了人们对GSH运输的认识，有助于人们更加全面深入地理解GSH运输在植物生命活动中的重要作用，同时也将为提高水稻等农作物的抗逆性品种改良的基因工程开辟一条新途径。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（2）
Molecular hydrogen is involved in phytohormone signaling and stress responses in plants.
氢分子参与植物激素信号传导和应激反应
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0071038
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zeng J;Zhang M;Sun X
  • 通讯作者：
    Sun X
Evolutionary expansion and functional diversification of oligopeptide transporter gene family in rice.
水稻寡肽转运蛋白基因家族的进化扩展和功能多样化
  • DOI：
    10.1186/1939-8433-5-12
  • 发表时间：
    2012-12
  • 期刊：
    Rice (New York, N.Y.)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Liu T;Zeng J;Xia K;Fan T;Li Y;Wang Y;Xu X;Zhang M
  • 通讯作者：
    Zhang M

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其他文献

选择性剪接在植物逆境相关基因表达调控中的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    植物生理学通讯
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张明永;曾纪晴
  • 通讯作者：
    曾纪晴
逆境诱导水稻谷胱甘肽合成酶基因的表达研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    热带亚热带植物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曾纪晴;蔡昭艳;张明永;麦维军
  • 通讯作者：
    麦维军

其他文献

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AI技术路线图

曾纪晴的其他基金

水稻谷胱甘肽运输蛋白OsGT1基因选择性剪接的功能研究
  • 批准号：
    30840054
  • 批准年份：
    2008
  • 资助金额：
    9.0 万元
  • 项目类别：
    专项基金项目

相似国自然基金

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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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