马铃薯块茎发育过程中茉莉酸调控的磷酸化蛋白质组研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31471433
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    87.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1304.作物生理学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Tuber formation involves many important biological processes, including carbon partitioning,signal transduction and meristem determination.Tuber developmental process also requires the comprehensive regulation of many endogenous hormones,which has become an important reaserch field at present.Investigation of the developmental process of tuber in potato could be better understanding of yield and quality underlying tuber formation and development.In this poject, potato tuber development system in vitro and in vivo were used as reaserch object,and the plant physiology,morphology,bioinformatics,molecular biology,iTRAQ (isobaric tags for relative and absolute quantitation) and other multi-disciplinary methods were applied.The relationship between jasmonic acid (JA) content changes and phosphoproteins in tuber development will be analyzed.These proteins will be function prediction and classification. These new critical proteins and their genes will be cloned and role of these proteins and genes involved in the regulation pathway of JA in tuber development will be examined.The results will clarify the function and regulation mechanism of phosphoproteins involved in JA regulating pathway during tuber development, which could provide a theoretical basis for the formation of potato yield and quality traits and will contribute to help us better understanding of physiological mechanisms underlying potato tuber formation and development.
研究马铃薯块茎发育过程,对揭示地下贮藏器官发育机理,阐明马铃薯产量和品质性状的形成具有重要的理论价值和实践意义。本研究以离体块茎发育体系和活体块茎发育体系的块茎为研究对象,运用表观形态学,植物生理学、蛋白质组学、生物信息学和分子生物学等多学科综合手段,对不同发育阶段块茎的茉莉酸(Jasmonic acid,JA)含量变化、性状特征、糖分积累等进行测定;对过量JA和阻断JA合成后不同发育阶段块茎蛋白进行同位素相对和绝对定量(Isobaric tag for relative and absolute quantitation,iTRAQ)标记,质谱分析,功能预测和分类。解析JA诱导的蛋白质磷酸化调节和控制方式,探究JA调控的磷酸化蛋白质组参与块茎发育的机制及模式,确定JA调控马铃薯块茎发育的途径,分离关键的磷酸化蛋白,并对其功能进行验证。这些研究结果将对揭示马铃薯块茎发育机理提供新思路。

结项摘要

研究马铃薯块茎发育过程中茉莉酸(JA)调控途径和模式,对阐明马铃薯产量和品质性状的形成具有重要理论价值和实践意义。本研究以离体诱导培养体系的块茎为研究对象,对马铃薯块茎发育过程中茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA)调控的块茎表观形态、生理生化特征、激素含量、蛋白质组和磷酸化蛋白质组进行分析,获得了块茎发育过程中JA和MeJA调控的关键蛋白质和磷酸化蛋白质信息及其作用机理。取得以下研究结果:1、MeJA促进块茎形成,有利于贮藏物质积累,参与活性氧信号调控块茎发育途径。MeJA诱导的块茎发育相关蛋白质主要通过促进碳源流向糖酵解、三羧酸循环、乙醛酸循环等途径,产生更多能量和促进物质积累。2、JA同样促进块茎形成,加入抑制剂水杨苷羟肟酸(SHAM)后,块茎发育受到抑制,说明JA具有很强的块茎诱导活性。JA诱导的块茎发育相关蛋白质主要涉及生物能量和代谢、储藏、防御、氧化还原平衡、转录和翻译以及转运等功能。通过诱导AGPase、patatin和蛋白酶抑制剂表达来促进块茎中淀粉和储藏蛋白积累,加速碳水化合物代谢为块茎发育提供大量能量,诱导抗氧化酶和病程相关蛋白表达来维持块茎细胞内氧化还原平衡和抗病性。3、对JA诱导的块茎发育磷酸化蛋白质组进行分析,鉴定了172个磷酸化蛋白,包含218个磷酸化位点。这些磷酸化肽被显著富集的基序所代表的蛋白质主要包括:脯氨酸蛋白激酶、分裂原活化蛋白激酶、Ca2+/CaM依赖的蛋白激酶、14-3-3蛋白激酶、细胞周期蛋白依赖性激酶等,它们在块茎发育过程中发挥着重要的磷酸化调控作用。4、JA也促进二倍体马铃薯块茎体积增大和干物质积累,并提前块茎结薯时间。上述这些结果对揭示JA调控马铃薯块茎形成和发育的分子机理具有重要科学意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Isolation and Culture of Pollen Tetrad Protoplasts from Solanum tuberosum
马铃薯花粉四分体原生质体的分离与培养
  • DOI:
    10.1007/s12230-017-9578-0
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    American Journal of Potato Research
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Wang Yuping;Cheng Lixiang;Liang Yanchao;Lu Xiao;Zhang Feng
  • 通讯作者:
    Zhang Feng
马铃薯薯条色泽和质地特性及薯条加工型品系筛选
  • DOI:
    10.3864/j.issn.0578-1752.2017.22.002
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘娟;梁延超;余斌;李成;王玉萍;程李香;张峰
  • 通讯作者:
    张峰
Comparative Proteomic Analysis of Potato (Solanum tuberosum L.) Tuberization In Vitro Regulated by IAA
IAA 监管下马铃薯 (Solanum tuberosum L.) 体外块茎的比较蛋白质组学分析
  • DOI:
    10.1007/s12230-018-9640-6
  • 发表时间:
    2018-03
  • 期刊:
    American Journal of Potato Research
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Wang Dongxia;Cheng Lixiang;Wang Yuping;Zhang Feng
  • 通讯作者:
    Zhang Feng
Comparative proteomics illustrates the molecular mechanism of potato (Solanum tuberosum L.) tuberization inhibited by exogenous gibberellins in vitro
比较蛋白质组学阐明了外源赤霉素体外抑制马铃薯(Solanum tuberosum L.)结薯的分子机制
  • DOI:
    10.1111/ppl.12670
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    PHYSIOLOGIA PLANTARUM
  • 影响因子:
    6.4
  • 作者:
    Cheng, Lixiang;Wang, Yuping;Zhang, Feng
  • 通讯作者:
    Zhang, Feng
马铃薯块茎蒸煮品质、质构特性及加工型品系筛选
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘娟;梁延超;隋景航;余斌;王润润;张小微;程李香;王玉萍;张峰
  • 通讯作者:
    张峰

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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1
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    关宝璐
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    --
  • 发表时间:
    2018
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李红艳
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    丁银环;杜诗雨;张峰
  • 通讯作者:
    张峰
一体式流化床膜反应器合成二甲基二氯硅烷
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
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    --
  • 作者:
    张峰;仲兆祥;金万勤;徐南平
  • 通讯作者:
    徐南平

其他文献

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张峰的其他基金

马铃薯块茎发育过程的蛋白质组及激素代谢蛋白研究
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  • 批准年份:
    2009
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  • 项目类别:
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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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