Ca2+信号转导对小球藻中性脂积累的调控机制

基本信息
批准号:31300030
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:陈辉
学科分类:
依托单位:中国科学院水生生物研究所
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:严红,何晨柳,徐文,湛交,张云明,张芯
关键词:
中性脂积累调控机制缺氮胁迫Ca2+信号转导小球藻
结项摘要

Ca2+ has been shown to serve as a ubiquitous intracellular second messenger in signal transduction of environmental stimuli. This characteristic gives Ca2+ an obvious research value in studying the mechanism of signal transduction in plants including microalgae under environment stress. Nitrogen starvation is confirmed to be an efficient environmental pressure to increase lipid accumulation in microalgae. However, Ca2+ signal transduction pathway in microalgae under nitrogen starvation stress has not been studied, and nothing of the regulation mechanism of Ca2+ signal transduction on lipid accumulation in microalgae yet known. By blocking the Ca2+ signal in the oil-producing Chlorella sorokiniana strain C2 separated in the wild, delayed oil droplet formation in cells under nitrogen starvation was observed, indicating that Ca2+ signal pathway might involve in the regulation of neutral lipid synthesis and/or its accumulation. To further understand the Ca2+ regulation pathway, in this study, by using C. sorokiniana C2 as a test organism, we proposed to study the accumulation pattern of neutral lipid, the function of Ca2+ and the Ca2+ associated signal element CaM during nitrogen starvation, thus to further reveal the regulation mechanism of Ca2+ signal transduction on neutral lipid synthesis and its accumulation.

Ca2+作为细胞的第二信使,起着将细胞表面的刺激信号传递给细胞内部的作用。这一特性使Ca2+在环境胁迫下包括微藻在内的植物信号转导机制这一研究领域具有良好的研究价值。缺氮被认为是一种提高微藻油脂积累的有效环境因子。然而,到目前为止,缺氮胁迫下微藻内Ca2+信号转导途径还没有相关研究,对于Ca2+信号转导对微藻油脂积累的调控机制,我们也仍然一无所知。 我们通过对一株野外分离的高产油小球藻Chlorella sorokiniana C2的研究,发现缺氮胁迫条件下阻滞Ca2+信号会延缓细胞内中性脂油滴的形成,表明Ca2+信号途径可能参与了小球藻细胞内中性脂合成和/或积累的调控。在此基础上,我们提出以C. sorokiniana C2为材料,研究缺氮胁迫下中性脂积累规律及Ca2+和相关信号元件CaM在相应Ca2+信号转导途径中的作用机理,并进一步揭示Ca2+信号转导对中性脂合成和积累的调控机制。

项目摘要

Ca2+作为细胞的第二信使,当细胞受到各种刺激时,通常通过胞外钙离子进入细胞或胞内钙库钙离子的释放,提高细胞质内的游离钙离子浓度,从而成为引起细胞反应的信号。缺氮被认为是一种提高微藻油脂积累的有效环境因子,但此前对于Ca2+信号转导对微藻油脂积累的调控机制还所知甚少。本项目利用首创的时间分辨荧光钙离子动态分析和非损伤微测技术等方法,证明了小球藻缺氮诱导的油脂合成过程中钙离子信号的参与,并发现细胞质内钙离子浓度的上升来源于细胞外钙离子进入细胞和细胞内钙库钙离子的释放,从而产生钙信号调控小球藻缺氮诱导的油脂合成。使用模式绿藻Chlamydomonas reinhardtii进一步验证发现钙离子对缺氮诱导的油脂合成的调控是通过钙调蛋白(calmodulin;CaM)实现的,而钙离子对于微藻缺氮诱导的油脂合成的能量调控是通过位于类囊体膜上的钙离子感知蛋白(Calcium Sensor Protein,CAS)来调节基于PGRL1 的环式电子传递活性来实现,提出缺氮胁迫显著抑制光合作用线性磷酸化和呼吸磷酸化及相应ATP生物合成的情况下,Ca2+介导的光合作用环式磷酸化为缺氮诱导的微藻油脂生物合成过程提供能量。基于以上研究结果,首次提出了微藻缺氮诱导产油过程中,基于钙离子调控的环式光合磷酸化的能量平衡模型,对微藻诱导产油信号传导调控机制研究的进行了有益补充。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
2

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
3

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

基于细粒度词表示的命名实体识别研究

DOI:10.3969/j.issn.1003-0077.2018.11.009
发表时间:2018
4

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
5

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

TGF-β1-Smad2/3信号转导通路在百草枯中毒致肺纤维化中的作用

DOI:10.13692/ j.cnki.gywsy z yb.2016.03.002
发表时间:2016

陈辉的其他基金

批准号:21473215
批准年份:2014
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:30730073
批准年份:2007
资助金额:170.00
项目类别:重点项目
批准号:60703120
批准年份:2007
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31401932
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51474178
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:81771273
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:11763006
批准年份:2017
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31870636
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81501024
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21602047
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61370037
批准年份:2013
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:81072371
批准年份:2010
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:81802986
批准年份:2018
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670658
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61805143
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30070628
批准年份:2000
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:61005026
批准年份:2010
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705304
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70673025
批准年份:2006
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:31771201
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51608393
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21873103
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30471401
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:21502045
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61873116
批准年份:2018
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:51802234
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21901083
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30873098
批准年份:2008
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:31870041
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:21406250
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41404057
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51579200
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61703142
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70303017
批准年份:2003
资助金额:5.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30271090
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:41864004
批准年份:2018
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:40824002
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81371785
批准年份:2013
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81271579
批准年份:2012
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31400347
批准年份:2014
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81772172
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:39570593
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:40971118
批准年份:2009
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:49705060
批准年份:1997
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51705170
批准年份:2017
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41701544
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170607
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41304111
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81271035
批准年份:2012
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81372935
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

特殊环境下海洋小球藻油脂积累的分子机制研究

批准号:40966002
批准年份:2009
负责人:刘志媛
学科分类:D0604
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
2

异养-稀释-光诱导串联培养过程中小球藻油脂合成积累与调控机制

批准号:21076080
批准年份:2010
负责人:李元广
学科分类:B0812
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
3

葡萄低温锻炼期蔗糖积累与ABA信号转导的分子调控机制

批准号:31460500
批准年份:2014
负责人:毛娟
学科分类:C1501
资助金额:53.00
项目类别:地区科学基金项目
4

Ca2+信号通路介导猪骨髓MSCs成脂分化的分子机制及其营养调控

批准号:31372397
批准年份:2013
负责人:王松波
学科分类:C1801
资助金额:85.00
项目类别:面上项目