叶绿体蛋白PagHCF106参与调控杨树气孔运动和抗旱性的机理研究

基本信息
批准号:31901332
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:可庆波
学科分类:
依托单位:西北农林科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
叶绿体蛋白PagHCF106抗逆机制杨树气孔运动抗旱
结项摘要

Stomatal movement play important regulatory roles in plant growth and water metabolism. However, the mechanism of stomatal movement in woody plants remains largely unknown. Preliminary results suggest that poplar chloroplast protein HCF106 (PagHCF106) might participate in the regulation of stomatal movement via regulating (affecting) the levels of reactive oxygen species (ROS) and starch metabolism in chloroplast of guard cells. Here, we will develop the poplar plants with different PagHCF106 expression levels through poplar DNA-free genome editing system and transgene technology. Functions of PagHCF106 in drought tolerance, stomatal movement, the ROS and starch metabolism in chloroplast of guard cells will be revealed through analyzing the physiological response characteristics of each poplar plants upon exposure to water stress. We will further elucidate the signal transduction pathway and molecular mechanism for PagHCF106 participates in stomatal movement by ChIP-seq, co-IP-MS and RNA-seq. We expect to provide theory and technique basis for further understanding the regulatory mechanism of stomatal movement in woody plants and developing drought tolerance and water-saving poplar plants.

气孔运动对林木生长和水分代谢调控起重要的作用,但针对林木植物气孔运动机制的研究较少。项目申请人前期研究发现,杨树叶绿体蛋白HCF106(PagHCF106)可能通过调节(影响)保卫细胞叶绿体活性氧和淀粉代谢参与调控气孔运动,进而影响植株的抗旱性。本项目拟通过杨树DNA-free基因组编辑技术和转基因技术,培育不同PagHCF106基因表达水平的杨树株系;通过分析各株系对水分胁迫的生理响应特征,揭示PagHCF106在抗旱性、气孔运动及保卫细胞叶绿体活性氧和淀粉代谢中的功能;通过染色质免疫共沉淀结合高通量测序、免疫共沉淀联合质谱和转录组测序,明确PagHCF106在气孔运动中的信号转导途径和分子机制。本项目的研究结果为丰富木本植物气孔运动调节机制和培育抗旱节水型杨树奠定理论与技术基础。

项目摘要

通过调节气孔发育和气孔运动是培育抗旱节水植物潜在的有效途径。本项目中,我们对杨树(Populus alba × Populus glandulosa)的PagHCF106基因进行了克隆和功能分析。研究发现,PagHCF106的表达主要集中在成熟叶片,呈现组织特异性表达特征;PagHCF106蛋白主要定位于叶绿体中。通过在拟南芥hcf106突变株系中过量表达PagHCF106发现,相较于突变体,回补株系的气孔开度和抗旱能力基本回复到野生型水平。通过GUS染色试验对PagHCF106启动子的活性核心区域进行鉴定发现,-400以内区域为PagHCH106基因表达所必须区域。随后对该区域进行基于CRISPR/Cas9基因组编辑发现,杨树突变株系的气孔开度和水分散失降低,而在保卫细胞中累积了高水平的过氧化氢信号分子。综上所述,PagHCF106可能通过累积活性氧信号分子来调节气孔开度,进而负调控抗旱能力;通过修饰HCF106启动子可能用于提升木本植物的抗旱性。

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

中药对阿尔茨海默病β - 淀粉样蛋白抑制作用的实验研究进展

中药对阿尔茨海默病β - 淀粉样蛋白抑制作用的实验研究进展

DOI:10.3969/j.issn.1008-0805.2021.05.57
发表时间:2021
2

向日葵种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

向日葵种质资源苗期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2021.04.29
发表时间:2021
3

神经退行性疾病发病机制的研究进展

神经退行性疾病发病机制的研究进展

DOI:
发表时间:2018
4

猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

猪链球菌生物被膜形成的耐药机制

DOI:10.13343/j.cnki.wsxb.20200479
发表时间:2021
5

组蛋白去乙酰化酶在变应性鼻炎鼻黏膜上皮中的表达研究

组蛋白去乙酰化酶在变应性鼻炎鼻黏膜上皮中的表达研究

DOI:10.16066/j.1672-7002.2021.06.013
发表时间:2021

可庆波的其他基金

相似国自然基金

1

G蛋白、蛋白激酶和细胞骨架在杨树气孔运动中的作用

批准号:30000130
批准年份:2000
负责人:周晓阳
学科分类:C1605
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
2

干旱胁迫下杨树气孔运动机制研究

批准号:39570582
批准年份:1995
负责人:李天庆
学科分类:C1605
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
3

植物开花时间基因参与气孔运动调控的分子机理研究

批准号:31570311
批准年份:2015
负责人:胡金勇
学科分类:C0207
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
4

PPR蛋白Rcp1参与叶绿体蛋白表达调控的研究

批准号:30670164
批准年份:2006
负责人:郭进魁
学科分类:C0203
资助金额:8.00
项目类别:面上项目