水稻UAP1和UAP2基因协同参与叶早衰和防御反应过程的功能及代谢通路研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760380
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Inactivation of enzymatic function of UDP-N-acetylglucosamine pyrophosphorylase 1 (UAP1), makes the leaves of uap1 mutant exhibiting phenotypes of early leaf senescence and defence responses after a short period’s normal growth. However, the molecular mechanisms involved in these processes still need to be further studied. Based on our results of previous studies, this project proposes hypotheses: (1) the function of UAP2 gene is probably the key factor to ensure the uap1 mutant leaves grow normally for a short time; (2) there possibly exists a metabolic pathway associated with UAP genes to function during the processes of early leaf senescence and defence responses of uap1 mutant. This project plans to confirm the functions of UAP1 and UAP2 genes cooperatively involved in the processes of early leaf senescence and defence responses, from the molecular, cellular, tissue, and plant levels. Using uap1 mutant, and its transgenic plants by UAP1 gene functional complementation and UAP2 gene functional rescue, this project is to reveal the key points of the UAP-involved metabolic pathway and their change regulation during the processes of early leaf senescence and defence responses. Meanwhile, this project hopes to discover novel genes encoding specific glycosylated proteins involved in early leaf senescence and defence responses. This project will lay the foundation to deeply elucidate the function and molecular pathway of UAP genes, and bring new insight into the scientific field of early leaf senescence and defence responses.
水稻UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶1(UAP1)的酶学功能丧失,导致uap1突变体的叶片在短时间正常生长后出现叶早衰和防御反应表型,但其所涉及的分子机制,还有待深入研究。本项目根据前期研究结果提出假设:(1)UAP2基因的功能可能是保证uap1突变体叶片能够正常生长一段时间的关键性因素;(2)在uap1突变体的叶早衰和防御反应发生过程中,可能存在一条UAP基因参与的代谢通路在发挥作用。本项目拟从分子、细胞、组织以及植株水平等多层次明确UAP1和UAP2基因协同参与叶早衰和防御反应过程的功能;欲利用uap1突变体、及其UAP1基因互补和UAP2基因补救转基因材料,探明在叶早衰和防御反应发生过程中,UAP基因参与的代谢通路的关键环节及其变化规律,同时挖掘参与该过程的编码特异糖基化蛋白的新基因。本项目将为深入阐释UAP基因的功能和分子途径奠定基础,给叶早衰和防御反应的科研领域带来新的认识。

结项摘要

水稻UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶1(UAP1)的酶学功能丧失,导致突变体uap1的叶片在短时间正常生长后出现叶早衰和防御反应表型。但是uap1的叶片能先正常生长的机制,uap1叶表型变化过程中UAP基因参与的代谢通路及其变化规律等,还有待深入研究。本项目从表型、生理、生信、分子、细胞、植株个体等方面多层次探明并证实UAP2基因的功能是uap1的叶片能先正常生长的原因,即UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶2(UAP2)和1(UAP1)基因协同发挥功能参与水稻叶早衰和防御反应过程。利用uap1突变体及其UAP基因补救转基因材料探明UAP基因下游的内质网胁迫激发未折叠蛋白质应答途径参与了叶早衰和防御反应过程,并明确了该途径的变化规律。利用转基因技术明确了UAP1基因调控叶衰老和防御反应过程的负调控模式。利用水稻衰老剑叶中N-糖基化修饰蛋白组的定性研究揭示了蛋白质糖基化修饰可能在叶衰老过程中发挥重要功能,并发掘了一系列参与叶衰老的关键的候选糖基化蛋白质。对UAP基因所在的植物UDP葡萄糖焦磷酸化酶(UDPGP)基因家族进行了全面分析,揭示了它们保守的演化参与细胞死亡的潜在功能机制。.本项目支持项目主持人以第一作者或通讯作者身份在“Frontiers in Plant Science”、“Plant Molecular Biology”、“Planta”、“Plant Growth Regulation”、“Genes”、“核农学报”等国内外权威学术期刊上发表研究论文8篇(第一、二标注基金资助),包括SCI论文6篇、北大中文核心期刊论文2篇,其中,中科院2区SCI论文4篇、中科院3区SCI论文2篇,具有重要的学术影响。培养了项目主持人成为江西农业大学校聘“青年教授”和江西省“青年井冈学者”;培养了博士2名、硕士3名完成毕业,取得良好的社会效益。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水稻镁原卟啉Ⅸ甲基转移酶突变对光系统Ⅱ的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王颖;魏玲霞;洪潇;黄英金;王兆海
  • 通讯作者:
    王兆海
Global Analysis of UDP Glucose Pyrophosphorylase (UDPGP) Gene Family in Plants: Conserved Evolution Involved in Cell Death.
植物中 UDP 葡萄糖焦磷酸化酶 (UDPGP) 基因家族的整体分析:参与细胞死亡的保守进化
  • DOI:
    10.3389/fpls.2021.681719
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Liu S;Zhong H;Wang Q;Liu C;Li T;Peng Z;Li Y;Zhang H;Liao J;Huang Y;Wang Z
  • 通讯作者:
    Wang Z
Genome-wide identification and characterization of long non-coding RNAs involved in flag leaf senescence of rice.
参与水稻旗叶衰老的长非编码RNA的全基因组鉴定和表征。
  • DOI:
    10.1007/s11103-021-01121-3
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Plant molecular biology
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Huang X;Zhang H;Wang Q;Guo R;Wei L;Song H;Kuang W;Liao J;Huang Y;Wang Z
  • 通讯作者:
    Wang Z
Qualitative analysis of N-linked glycoproteome in senescent flag leaf of rice
水稻衰老旗叶N联糖蛋白组的定性分析
  • DOI:
    10.1007/s10725-019-00509-y
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    PLANT GROWTH REGULATION
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Huang, Xiaoping;Zhang, Hongyu;Wang, Zhaohai
  • 通讯作者:
    Wang, Zhaohai
Characterization and Functional Divergence of a Novel DUF668 Gene Family in Rice Based on Comprehensive Expression Patterns.
基于综合表达模式的水稻新 DUF668 基因家族的表征和功能差异。
  • DOI:
    10.3390/genes10120980
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Genes
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhong Hua;Zhang Hongyu;Guo Rong;Wang Qiang;Huang Xiaoping;Liao Jianglin;Li Yangsheng;Huang Yingjin;Wang Zhaohai
  • 通讯作者:
    Wang Zhaohai

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其他文献

应用于建筑设备物联网的超高频RFID读卡器设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    测控技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张桂青;王兆海;汪明;段兴超;彭伟
  • 通讯作者:
    彭伟

其他文献

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王兆海的其他基金

蛋白质N-糖基化修饰参与水稻调控叶片衰老的遗传网络解析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    33 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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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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