GSD1棕榈酰化调控水稻结实率的分子机制

基本信息
批准号:31401301
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:桂金山
学科分类:
依托单位:中国科学院分子植物科学卓越创新中心
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:沈君辉,刘畅,郑帅
关键词:
GSD1基因水稻结实率胞间连丝棕榈酰化修饰
结项摘要

Grain setting rate is a major determinant of grain yield in rice. In our previous study, we identified a rice T-DNA insertion mutant gsd1-D (grain setting defect 1 Dominant), which displays significantly reduced grain setting. The GSD1 is specifically localized in the plasma membrane (PM) and plasmodesmata (PD) of phloem companion cells. Evidence suggests GSD1 through regulating the PD conductance modulating rice grain setting. However, the mechanism of GSD1 PD and PM targeting, as well as the role of GSD1 post-translational modification on rice grain setting rate regulation is still unknown. This project will analyze GSD1 interacting proteins, GSD1 PM targeting domain, GSD1 post-translational palmitoylation modification and precise palmitoylation sites, and the role of palmitoylation for GSD1 PD and PM microdomains location, revealing the mechanism of GSD1 PM targeting and palmitoylation in association with rice grain setting. This work will provide new information of grain setting regulation and have important implications for improving rice yield.

水稻结实率是决定水稻产量的关键要素。我们前期的研究发现GSD1在韧皮部伴胞特异表达,定位于胞间连丝和质膜,通过调节胞间连丝的通透性,进而调控水稻结实率。但GSD1胞间连丝和质膜定位的机制以及GSD1蛋白翻译后修饰与水稻结实率的关系尚不清楚。本项目将进一步鉴定GSD1互作蛋白、GSD1质膜靶向核心序列、GSD1蛋白翻译后棕榈酰化修饰及其修饰位点,解析GSD1胞间连丝和质膜微区定位与棕榈酰化修饰的关系以及GSD1蛋白棕榈酰化对胞间连丝通透性和水稻结实率的影响,揭示GSD1质膜靶向新机制和GSD1对胞间连丝通透性的动态调控机制。系统阐明GSD1通过调节同化物共质体运输调控水稻结实率的分子机制,为培育水稻高产新品系提供新的技术思路。

项目摘要

水稻结实率是水稻产量构成的关键要素。Remorin蛋白是一类植物特有但功能尚未完全解析的质膜锚定蛋白。我们前期的研究发现Remorin基因GSD1在韧皮部伴胞特异表达,定位于胞间连丝和质膜,通过调节胞间连丝的通透性,进而调控水稻结实率。但GSD1胞间连丝和质膜定位的机制以及GSD1如何通过翻译后修饰调控水稻结实率的机理还不清楚。.通过本项目的研究,取得了如下主要成果:.(1)鉴定到GSD1质膜靶向核心序列、GSD1蛋白翻译后棕榈酰化修饰及其修饰位点,解析GSD1胞间连丝和质膜微区定位与棕榈酰化修饰的关系、GSD1蛋白棕榈酰化与去棕榈酰化修饰对胞间连丝通透性的动态调控以及与结实率的关系,揭示GSD1质膜靶向新机制和GSD1对胞间连丝通透性的动态调控机制。通过深入解析GSD1的功能,系统阐明同化物共质体运输调控水稻灌浆结实的机制,为培育水稻高产新品系提供新的技术思路。.(2)发现脂筏蛋白Remorin家族基因OsREM4.1参与水稻平衡生长与抗逆,以及茎秆发育等生物学过程,研究发现OsREM4.1在植物体内将逆境响应和生长信号关联在一起,协调水稻的环境响应和正常生长发育,该发现揭示了植物如何协调其生长与抵御环境胁迫的新机制。.通过该项目研究,我们取得了较系统的研究成果,丰富和发展了我们对Remorin蛋白功能的认识和理解,一部分研究结果显示了在培育高产、抗逆作物应用上的潜在价值。研究结果已发表学术论文2篇,在国内学术会议上进行了交流报告1次,获得发明专利1项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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