脯氨酸/P5C循环在拟南芥病原菌诱导的超敏反应中的作用机理的研究

基本信息
批准号:31271308
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:华学军
学科分类:
依托单位:中国科学院植物研究所
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张敏,王翠平,林月惠,林清芳,齐世连,董明伟
关键词:
超敏反应病原菌无毒基因脯氨酸积累脯氨酸/P5C循环
结项摘要

Proline accumulation is a widespread metabolic adaptation in higher plants in response to environmenal stresses, and is believed to be protective for plants under adverse conditions. The exact role of the proline accumulation during stresses, however, is still a matter of detabe. Recently, it has been demonstrated that the Proline/P5C cycle is operating in plant cell, similar to animal counterpart. P5C produced from the oxidation of proline by proline dehydrogenase (PDH), can emerge from mitochondria and be converted back to proline by cytosolic P5C reductase. P5C reductase participates in a metabolic interlock with glucose-6-phosphate dehydrogenase of the pentose phosphate pathway transferring reducing equivalents generated by the oxidation of glucose into mitochondria to generate ATP, or ROS in some circumstances. This finding has attracted many attentions back to the research on the function of proline accumulation. Several reports and the results from our lab indicated that PDH played an important role in avirulent pathogen-induced hypersensitive response (HR), but it is not clear whether the effect of PDH is via Pro/P5C cycle activity. In order to understand whether Pro/P5C cycle is involved in HR, we have isolated a mutant deficient in the activation of Pro/P5C by proline treatment, which also showed hypersensitive to avirulent pathogen infection. In this project, we plan to clone the gene by map-based cloning and further characterize the mechanism underlying the function of Pro/P5C cycle in HR. Our research will shed new light on the metabolic implication of proline accumulation during stresses.

脯氨酸积累是高等植物应答环境胁迫的一种普遍的代谢适应机制,被证明有利于提高植物的抗逆性,但对其作用机理尚无定论。近来,Pro/P5C循环的存在在植物中被证实,即脯氨酸被PDH降解的产物P5C可以被运到细胞质中,重新合成为脯氨酸。该循环通过与其它代谢途径,如Pentose Phosphate Pathway相偶联,将还原力转运到线粒体中用于合成ATP或活性氧。这一发现为研究脯氨酸积累的功能的研究提供了新的切入点。最新报道和我们的结果都表明,烟草和拟南芥中PDH在avirulent病原菌引起的超敏反应中具有重要功能,但是否是通过Pro/P5C循环来完成的尚不清楚。本申请拟深入分析Pro/P5C循环在超敏反应中的作用,并通过对相关突变体的研究,鉴定病原菌侵染调控Pro/P5C循环活性的信号元件,阐明Pro/P5C循环的生物学功能,从新的视角为揭示脯氨酸积累在植物应答胁迫中的作用提供重要的证据。

项目摘要

过去的报道普遍认为胁迫诱导的脯氨酸积累来源于脯氨酸合成的增加和降解的减少,而对脯氨酸转运的作用只知甚少。为了鉴定脯氨酸转运的关键调控元件,我们分离和鉴定了拟南芥突变体pre1-1,该突变体在含脯氨酸的培养基上吸收较少的脯氨酸,因而比较抗脯氨酸。图位克隆的结果表明,PRE1编码一个氨基酸通透酶家族的成员AtAAP1. 在pre1-1突变体中,该基因的编码区有一段19碱基的缺失,造成了翻译的提前终止。该基因的表达水平受盐胁迫和ABA处理的诱导,但不受脯氨酸的诱导。有意思的是,在盐胁迫下,野生型拟南芥和p5cs1突变体对脯氨酸的吸收都有显著增加,说明在环境胁迫下,拟南芥可以通过吸收环境中的脯氨酸使体内脯氨酸含量得到增加。但在pre1-1突变体中,脯氨酸吸收却大大降低了,说明AtAAP1介导了盐胁迫诱导的脯氨酸的吸收。此外,盐胁迫诱导的脯氨酸吸收可以提高拟南芥的耐盐性。因此,我们得出结论,除了脯氨酸代谢,在环境中存在脯氨酸的情况下吸收也可能是脯氨酸积累的来源之一。

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

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

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
3

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022
4

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.05.022
发表时间:2021
5

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20200115
发表时间:2020

华学军的其他基金

批准号:30470880
批准年份:2004
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:30671133
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:31770299
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

Th17/Treg诱导活化及其免疫平衡在接触性超敏反应中的作用研究

批准号:30901343
批准年份:2009
负责人:王庆辉
学科分类:H1106
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

性激素及其受体在鼻超敏反应免疫调节中作用机理的研究

批准号:39070860
批准年份:1990
负责人:董震
学科分类:H1401
资助金额:2.00
项目类别:面上项目
3

脯氨酸在植物生长发育中的作用的研究

批准号:30671133
批准年份:2006
负责人:华学军
学科分类:C0603
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
4

Hy5/HYH在拟南芥盐胁迫诱导的转录记忆中的调控作用

批准号:31770299
批准年份:2017
负责人:华学军
学科分类:C0205
资助金额:60.00
项目类别:面上项目