PtoWOX11/12a通过生长素诱导的磷酸化来调控杨树不定根向重力弯曲生长的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870661
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1610.林木遗传育种
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The growth angle between adventitious root and cutting in cottage propagation determines adventitious root growth direction that can affect anchorage to the soil as well as for water and minerals supply in forestry. Now, studies have shown that asymmetric distribution of auxin in the lower and upper part of root tip play critical role in the root gravitropic growth. However, the mechanism of auxin controlled root curvature growth is poorly understood. Recently, the applicant found that PtoWOX11/12a positively regulated adventitious root gravitropic growth in poplar, and PtoWOX11/12a was phosphorylated by auxin in vitro. So the applicant proposed that PtoWOX11/12a was phosphorylated by asymmetrical auxin in vivo to regulate adventitious root curvature growth response to gravity in poplar, but the mechanism is unclear. So, in this study the spatio-temporal expression pattern of PtoWOX11/12a will be uncovered to understand how auxin and gravity regulated PtoWOX11/12a expression on adventitious root curvature growth in poplar. Furthermore, the dynamic phosphorylation of PtoWOX11/12a and phosphorylation site will be analyzed to understand how auxin and gravity regulate phosphorylation of PtoWOX11/12a. Altogether, this project will elucidate the mechanism and function of PtoWOX11/12a phosphorylation to provide molecular basis and technical approaches for genetic improvement of poplar and other forest tree.
在林木扦插繁殖中,不定根和插穗间的夹角决定不定根的生长方向而影响林木固着土壤,摄取水分、矿质营养和抵御环境胁迫的能力。目前研究认为,不对称分布的生长素在不定根向重力弯曲生长中起关键作用,从而决定根的生长角度。但生长素调控根尖弯曲生长的机制尚不明确。申请者在前期研究中发现PtoWOX11/12a正调控杨树不定根的向重力生长,且生长素可诱导PtoWOX11/12a的磷酸化。故申请者提出PtoWOX11/12a通过生长素诱导的磷酸化来调控根尖向重力弯曲生长,但其机制有待深入研究。故本项目将深入研究杨树不定根向重力弯曲生长过程中PtoWOX11/12a的表达模式、生长素对PtoWOX11/12a磷酸化修饰及其功能。总之,本项目将阐明PtoWOX11/12a通过生长素诱导的磷酸化的功能及生物学机制,为林木根系的遗传改良提供理论和技术基础。

结项摘要

1基于前期研究,本项目提出了PtoWOX11/12a为生长素调控根尖弯曲生长的正调控因子,并且对其调控机制进行深入研究,主要包含了以下2个方面的内容:.1,PtoWOX11/12a在不定根弯曲生长的功能以及潜在机制。.通过对重力响应的关键调控因子LZY基因的共表达网络分析,鉴定出一批潜在可能参与不定根生长。通过公共数据库的表达差异分析,发现出PtoWOX11/12a具有特异表达的性质,表明了PtoWOX11/12a是潜在的不定根重力响应的调控因子。通过qPCR和GUS染色发现PtoWOX11/12a具有根冠表达特异性,其表达和不定根的弯曲相一致。表型和功能分析表明了过表达PtoWOX11/12a促进不定根向地生长,而RNAi和过表达PtoWOX11/12asrdx的不定根向地生长出现抑制;重力响应实验也表明了PtoWOX11/12a是重力响应的调控因子。组织解剖学观察表明PtoWOX11/12a维持了根冠细胞细胞柱状细胞处于未脱落状态,从而促进了柱状细胞对重力的响应。转录组分析表明了PtoWOX11/12a可能通过调控乙烯的合成参与不定根对重力的响应。总之,本项目研究了PtoWOX11/12a在不定根向重力生长中的功能和机制分析,PtoWOX11/12a为不定根对重力响应的关键调控因子。.2,PtoWOX11/12a在不定根弯曲生长过程中对侧根起始的功能和潜在机制。.不定根向地生长和不定根根系的形成是不定根发育中的两个问题,本项目进一步研究了PtoWOX11/12a在侧根的形成中的功能。通过表达模式分析发现,PtoWOX11/12a具在在中柱鞘中高表达,在弯曲部位表达逐渐减低,并且在侧根原基部位不表达,这表明了PtoWOX11/12a在不定根弯曲中抑制侧根的形成。表型功能分析进一步验证了PtoWOX11/12a到负调控侧根的形成,解剖学也表明了综合PtoWOX11/12a抑制侧根建成细胞向侧根原基转变。转录组和共表达网络分析表明了PtoWOX11/12a可能通过调控茉莉酸信号负调控侧根的形成。.总之,本研究阐明了PtoWOX11/12a调控不定根向地生长的生物学机理,并且进一步阐明了不定根弯曲生长时对侧根形成的影响。向地弯曲生长和侧根生长是植物根系生长的两个方面,对其协调机制的阐明具有重要的理论价值和实践意义。

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(0)
专利数量(0)
Evolutionary Divergence of Duplicated Hsf Genes in Populus
杨树中重复的 Hsf 基因的进化分歧
  • DOI:
    10.3390/cells8050438
  • 发表时间:
    2019-05-01
  • 期刊:
    CELLS
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Liu, Bobin;Hu, Jianjun;Zhang, Jin
  • 通讯作者:
    Zhang, Jin
Genome-wide identification, evolution and expression analysis of the aspartic protease gene family during rapid growth of moso bamboo (Phyllostachys edulis) shoots.
毛竹笋快速生长过程中天冬氨酸蛋白酶基因家族的全基因组鉴定、进化及表达分析
  • DOI:
    10.1186/s12864-020-07290-7
  • 发表时间:
    2021-01-10
  • 期刊:
    BMC genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Wang X;Yan X;Li S;Jing Y;Gu L;Zou S;Zhang J;Liu B
  • 通讯作者:
    Liu B

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其他文献

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刘伯斌的其他基金

PtoWOX11/12a基于生长素负反馈回路调控杨树侧根形成的机理
  • 批准号:
    31500548
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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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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