与脱落酸互作的新颖脱辅基类胡萝卜素信号分子的筛选和鉴定

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31900245
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0206.植物激素与生长调节物质
  • 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

Abscisic acid (ABA) is a terpenoid plant hormone, which is involved in various developmental processes including seed dormancy and germination, stomata closure, as well as stress responses. ABA takes the oxidative cleavage product of carotenoids, apocarotenoids, as precursor for its biosynthesis in plant. In addition to the known ABA biosynthesis pathway, ABA1 and ABA2 independent ABA biosynthesis bypath, which likely take different apocarotenoids as precursors, have been demonstrated to be present in Arabidopsis. The applicant has a long time apocarotenoids screen and study experience for plant bioactive molecules. Thus, the present study will screen different apocarotenoids that inhibit Arabidopsis seed germination for candidates that interact with ABA, dedicating to discover new apocarotenoids that act as ABA biosynthesis precursors or regulators. The preliminary screen results identified several apocarotenoids that inhibit Arabidopsis seed germination and induce the expression of ABA responsive genes. Further work will elucidate the molecular mechanism of how these apocarotenoids interact with ABA.
脱落酸是一种萜类植物激素,参与了植物种子休眠和萌发、气孔开闭等重要生理过程,对于植物抵抗胁迫也至关重要。脱落酸在植物体内利用类胡萝卜素的氧化剪切产物脱辅基类胡萝卜素分子做为合成前体,除了已知的脱落酸合成通路,多种证据表明植物体内还存在独立于ABA1和ABA2的脱落酸合成途径,而这些途径很可能也利用脱辅基类胡萝卜素分子作为其合成前体。申请人长期从事脱辅基类胡萝卜素来源信号分子的筛选和鉴定工作,本研究拟通过筛选抑制拟南芥种子萌发的脱辅基类胡萝卜素分子来获得潜在与脱落酸互作的脱辅基类胡萝卜素分子,希望发现脱落酸合成的新的前体或调控分子。初步筛选结果显示几种脱辅基类胡萝卜素显著抑制拟南芥种子萌发,实时荧光定量PCR结果也显示其显著诱导脱落酸响应基因的表达。后面将致力于研究这些脱辅基类胡萝卜素分子与脱落酸互作的分子机制。

结项摘要

脱落酸是一种重要的类胡萝卜素来源的植物激素,参与调控种子的萌发和休眠、气孔运动、植物衰老及多种非生物胁迫响应等过程。申请人通过系统筛选脱辅基类胡萝卜素,鉴定到了两个具有脱落酸活性的脱辅基类胡萝卜素分子ꞵ-apo-11-carotenal和3-OH-ꞵ-apo-11-carotenal(以下分别简称APO11与OH-APO11,统称APO11s)。进一步的研究显示APO11与OH-APO11的脱落酸活性依赖于脱落酸合成酶基因ABA2和ABA3,但独立于ABA1。我们在植物的不同组织均可以检测到APO11与OH-APO11的存在。利用同位素标记的APO11与OH-APO11饲喂拟南芥幼苗,证实APO11与OH-APO11可以在植物体内首先转化为9-cis-3-OH-ꞵ-apo-11-carotenal, 接着转为重要的脱落酸合成中间体xanthoxin,随后通过ABA经典合成途径生成脱落酸。进一步研究显示APO11s-ABA途径也存在于水稻中,是植物体内一条保守的脱落酸合成途径。本研究工作鉴定了一条高等植物体内独立于ABA1的脱落酸非经典合成途径,对补充和完善植物脱落酸合成通路这一科学问题具有重要的意义。在本项目资助下,发表SCI论文3篇,包括一篇高水平文章Molecular Plant. 三篇文章其中一篇第一标注,两篇第二标注;另外培养毕业硕士1名,另有两名硕士即将毕业。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An alternative, zeaxanthin epoxidase-independent abscisic acid biosynthetic pathway in plants
植物中另一种不依赖于玉米黄质环氧化酶的脱落酸生物合成途径
  • DOI:
    10.1016/j.molp.2021.09.008
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Molecular Plant
  • 影响因子:
    27.5
  • 作者:
    Jia Kunpeng;Mi Jianing;Ali Shawkat;Ohyanagi Hajime;Moreno Juan C;Ablazov Abdugaffor;Balakrishna Aparna;Berqdar Lamis;Fiore Alessia;Diretto Gianfranco;Martinez Claudio;De Lera Angel R;Gojobori Takashi;Al-Babili Salim
  • 通讯作者:
    Al-Babili Salim
Genome-wide identification, characterization and expression profiles of the CCD gene family in Gossypium species
棉属 CCD 基因家族的全基因组鉴定、表征和表达谱
  • DOI:
    10.1007/s13205-021-02805-9
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    3 Biotech
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Zhang Shulin;Guo Yutao;Zhang Yanqi;Guo Jinggong;Li Kun;Fu Weiwei;Jia Zhenzhen;Li Weiqiang;Tran Lam-Son Phan;Jia Kun-Peng;Miao Yuchen
  • 通讯作者:
    Miao Yuchen
Identification and Characterization of Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase Encoding Genes Involved in Lignin Biosynthesis and Resistance to Verticillium dahliae in Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.)
陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中参与木质素生物合成和抗大丽黄萎病的肉桂醇脱氢酶编码基因的鉴定和表征
  • DOI:
    10.3389/fpls.2022.840397
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in Plant Science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Haipeng Li;Shulin Zhang;Yunlei Zhao;Xulong Zhao;Wenfei Xie;Yutao Guo;Yujie Wang;Kun Li;Jinggong Guo;Qian-Hao Zhu;Xuebin Zhang;Kun-Peng Jia;Yuchen Miao
  • 通讯作者:
    Yuchen Miao

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其他文献

WSe_2场效应晶体管的源漏接触特性研究
  • DOI:
    10.16818/j.issn1001-5868.2021.03.013
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    半导体光电
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张璐;张亚东;孙小婷;贾昆鹏;吴振华;殷华湘
  • 通讯作者:
    殷华湘

其他文献

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贾昆鹏的其他基金

类胡萝卜素代谢活性分子anchorene调控拟南芥锚定根发育的分子机制
  • 批准号:
    32170271
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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