拟南芥TSB1协调植物生长与抗逆的机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670251
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0205.植物与环境互作
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

A varieties of abiotic stresses affect plant growth and development, and plants has evolved sophisticated strategies in response to these adverse environmental conditions. Therefore, it is important for us to understand how plants regulate the trade-off between growth and abiotic-stress responses. Our previous work showed that the expression of tryptophan synthase unnit 1(TSB1)is decreased in Arabidopsis subjected to salt or drought treatment. Also, trp2-13, a loss-of-function mutant of TSB1, shows reduced growth rate and has decreased IAA level, but enhanced tolerance to salt or drought stress with increased ABA level compared with those in the wild type. Further,TSB1 interacts with TIP1, an enzyme that can catalyze the release of ABA from the substrate ABA-GE. In this project, we plan to carry out further experiments to demonstrate TSB1 as a key factor to regulate trade-off between plant growth and tolerance to abiotic stresses. Thus, We will analyze the changes of IAA/ABA levels and tolerance to the abiotic stress in the mutant subjected to the stresses; confirm the interaction between TSB1 and TIP1; assay the TSB1-mediated regulation of TIP1 enzymatic activity; determine the genetic relationship of TSB1 and TIP1; assess the expression of the genes involved in plant growth and responses to abiotic stress and their role in these processes. Our research will show that TSB1 acts as a key factor regulating the trade-off between plant growth and tolerance to abiotic stress, and also illustrate this underlying mechanism.
植物在生长过程中常遭遇逆境,长期进化使得植物能根据环境变化,调整其生长来应对逆境。但是目前还没有鉴定出能协调植物生长和抵抗非生物胁迫的关键调节因子。因此,对其深入研究有重要的理论意义和潜在应用价值。我们的研究发现,在干旱和高盐胁迫下,植物下调在IAA合成中起重要作用的色氨酸合成酶β亚基(TSB1)基因的表达。TSB1功能缺失突变体trp2-13的IAA含量下降,生长受到抑制;但ABA积累增加,干旱和高盐的耐受力得到提高。TSB1还可同TIP1互作,而TIP1能水解ABA-GE为ABA以增加ABA含量。因此,计划深入分析相关突变体逆境耐受力和IAA和ABA积累;明确TSB1表达抑制不仅会影响IAA的积累,还可通过互作影响TIP1的酶活,进而调控ABA含量变化;分析生长和抗逆相关基因的表达状况及可能作用。上述研究将证明TSB1通过调控生长激素IAA和逆境应答激素ABA,协调植物生长与抗逆应答。

结项摘要

植物在生长过程中常遭遇逆境,而植物能依据环境变化调整其生长来应对逆境。近期研究已揭示植物调节生长和抗病之间平衡的分子机制,但是对于植物如何协调调控生长和抵抗非生物逆境胁迫间的平衡,目前并不清楚。通过研究,我们深入分析了功能缺失突变体tsb1(trp2-13 和amiR-TSB1)在干旱和高盐胁迫条件下对逆境的耐受力以及对IAA和ABA积累的影响;证明了TSB1通过与BG1相互作用抑制BG1的酶活性从而减少ABA的积累;进一步获得trp2-13 bg1-1双突变,分析其ABA含量和胁迫耐受力的变化而明晰了TSB1与BG1的遗传关系;最后利用转录组测序了解了相关突变体在胁迫条件下基因表达变化差异并完成其在植物生长与抗逆中的作用的分析。因此,我们的研究首次明确证明 TSB1 为协调植物生长和抗逆的关键因子。其调控机制为:植物通过下调TSB1 的表达并降低 IAA 的积累来感受干旱和高盐胁迫和延缓植物生长;而 TSB1 的下调又能减轻其对BG1的抑制,进而通过促进 BA-GE 水解提升ABA 积累,从而提高植物对非生物胁迫的耐受力。我们研究明确证明TSB1通过调控生长激素IAA和逆境应答激素ABA来协调植物生长与抗逆应答,对我们深入理解植物如何协调生长和抗逆具有重要意义。

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)
Auxin abolishes SHI-RELATED SEQUENCE5-mediated inhibition of lateral root development in Arabidopsis
生长素消除了 SHI 相关序列 5 介导的拟南芥侧根发育抑制
  • DOI:
    10.1111/nph.16115
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    NEW PHYTOLOGIST
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Yuan Ting-Ting;Xu Heng-Hao;Li Juan;Lu Ying-Tang
  • 通讯作者:
    Lu Ying-Tang
14-3-3s function in plant cadmium response by changes of glutathione and glutathione synthesis in Arabidopsis
14-3-3s 在拟南芥中谷胱甘肽和谷胱甘肽合成变化对植物镉响应中的作用
  • DOI:
    10.1016/j.envexpbot.2019.04.009
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Environmental and Experimental Botany
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Zhang Bing Lei;Guo Chen Chen;Ding Feng;Lu Ying Tang;Fu Zheng Wei
  • 通讯作者:
    Fu Zheng Wei

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其他文献

拟南芥中一个DWD蛋白WDRP参与CRK5的降解
  • DOI:
    10.1007/s12374-016-0419-3
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    J. Plant Biol.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    滕慧娟;郭月;王健琪;李荣俊;吕应堂;张蕾
  • 通讯作者:
    张蕾
利用GpC DNA甲基化酶M.CviPI高效表达限制性内切酶PstⅠ
  • DOI:
    10.14188/j.1671-8836.2017.04.013
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    武汉大学学报(理学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈凯;王佩;吕应堂;高嵩
  • 通讯作者:
    高嵩

其他文献

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AI项目解读示例

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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