小麦PPR蛋白在ERF介导的抗逆信号传递网络中的作用机制解析

基本信息
批准号:31371620
项目类别:面上项目
资助金额:72.00
负责人:徐兆师
学科分类:
依托单位:中国农业科学院作物科学研究所
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈明,李连城,刘沛,刘佳明,卢盼盼,陈阳,杨乐
关键词:
ERF转录因子蛋白互作PPR蛋白抗逆机制小麦
结项摘要

Wheat is one of the main food crops in our country; however, wheat growing area mainly distributes in arid and semiarid region. ERF transcription factors are involved in stress responses and play an important role in improving plant resistances. The project team isolated a series of ERF genes from wheat. Overexpression of the ERF2 gene significantly improved the wheat grain number per ear, grain plumpness, and 1000-grain weight, and increased plot yield compared with the control in drought stress conditions. Using yeast two-hybrid system, we found that the pentatricopeptide repeat (PPR) proteins might be involved in the ERF2-mediated drought stress signal pathway. PPR proteins are characterized by the degenerate 35-aa repeats (namely PPR motif), which appear as tandem arrays up to 30 times. PPR proteins form an extraordinarily large family; however, it is unclear that the molecular functions of the PPR family. To further investigate the ERF-mediated drought stress signal pathway, the project aim is to identify the regulation of the PPR protein to the ERF activity, to analyze the PPR functional model, and to clarify the role of PPR protein in ERF-mediated drought stress signal transduction pathway. To build differential gene expression profile is to clarify gene expression regulation network of the PPR protein. It is of great significance in in-depth understanding the signaling transduction network of the PPR regulation. At the same time, it is to provide important theoretical basis for crop stress-resistant breeding.

小麦是我国主要粮食作物之一,然而,我国小麦种植区主要分布在干旱、半干旱地区。ERF转录因子参与逆境应答途径,对提高植物抗性发挥了重要作用。本项目组从小麦中克隆到一系列ERF基因,在干旱条件下,过表达ERF2的转基因小麦的穗粒数、籽粒饱满度和千粒重明显提高,小区产量比对照显著增加。采用酵母双杂交系统,发现PPR蛋白参与了ERF2介导的干旱胁迫信号传递途径。 PPR蛋白一般由35个氨基酸组成的基序串联重复组成,是一个超家族,但植物PPR基因的鉴定和分子功能研究起步较晚。为了解析ERF2介导的信号传递途径,本项目旨在鉴定PPR蛋白对ERF转录因子活性的调控,解析PPR基因的作用模式,阐明PPR蛋白在ERF介导的干旱胁迫信号传递网络中的作用。通过构建过表达转基因小麦差异基因表达谱,解析PPR蛋白调控基因表达网络。这对深入了解PPR调控的信号传递网络有重要意义,同时为作物抗逆育种提供重要的理论依据。

项目摘要

小麦是我国主要粮食作物之一,然而,我国小麦种植区主要分布在干旱、半干旱地区。ERF转录因子参与逆境应答途径,对提高植物抗性发挥了重要作用。本项目组从小麦中克隆到一系列ERF基因,在干旱条件下,过表达ERF2的转基因小麦的穗粒数、籽粒饱满度和千粒重明显提高,小区产量比对照显著增加。为了进一步解析ERF基因的作用机理,本课题采用酵母双杂交系统,筛选到互作候选蛋白PPR蛋白。.PPR蛋白一般由35个氨基酸组成的基序串联重复组成,是一个超家族,但植物PPR基因的鉴定和分子功能研究起步较晚。为了解析ERF2介导的信号传递途径,本项目旨在鉴定PPR蛋白对ERF转录因子活性的调控,解析PPR基因的作用模式,阐明PPR蛋白在ERF介导的干旱胁迫信号传递网络中的作用。通过构建过表达转基因小麦差异基因表达谱,解析PPR蛋白调控基因表达网络。.本项目首次发现PPR蛋白参与了ERF介导的抗旱胁迫信号传递途径,初步阐明PPR蛋白在ERF介导的干旱胁迫信号传递网络在提高植物抗性中分子作用机制。这对深入了解PPR调控的信号传递网络有重要意义,同时为作物抗逆育种提供重要的理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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