NOA1调控水杨酸诱导的拟南芥根波动生长机制分析

根波动（root waving）生长是植物适应外界环境变化的重要反应之一。但到目前为止，有关根波动生长的分子机制还知之甚少，尤其是与根系波动生长相关的新的信号成分的鉴定及信号通路的阐析仍是人们不懈努力的方向。本课题基于前人的研究成果以及我们近期在根波动生长反应方面的预研工作，提出"NOA1可能参与调控水杨酸（SA）诱导的拟南芥根波动生长反应"这一研究设想，拟通过表型分析和细胞生理指标来确定NOA1在SA诱导的拟南芥根波动生长中的作用；通过分子生物学和遗传学的方法明确SA调控根波动生长的靶基因，确定与NOA1相偶联的信号分子；通过生化手段探索NOA1上下游的靶蛋白及其调控机制；通过功能基因组学和生物信息学技术分析与根波动生长相关的差异表达基因，建立相应的遗传调控网络模型。该研究项目的实施不仅使人们对SA的"信号"功能有新的了解，而且也加深人们对逆境条件下植物适应不良环境的自身调节机制的认识。

植物的不对称生长是发育生物学的一个重要研究课题。但到目前为止，有关其分子机制还知之甚少，尤其是与根系波动生长和下胚轴弯曲生长相关的新的信号成分的鉴定及信号通路的阐析仍是人们不懈努力的方向。本课题基于前人的研究成果，通过表型分析和细胞生理指标来确定NOA1在SA诱导的拟南芥根波动生长中的作用；通过分子生物学和遗传学的方法明确SA调控根波动生长的靶基因，确定与NOA1相偶联的信号分子；通过生化手段探索NOA1上下游的靶蛋白及其调控机制。研究发现SA可特异调控植物根系发生波动性生长，NOA1作为其下游信号分子参与该生长过程。进一步研究表明，SA诱导的根波动生长依赖于NPR1，并不依赖于NPR3/4，有别于SA介导的植物防御反应过程。该研究不仅使人们对SA的“信号”功能有新的了解，而且也加深人们对逆境条件下植物适应不良环境的自身调节机制的认识。在此基础上，我们解析了强蓝光诱导下胚轴弯曲过程中，胞质Ca2+的变化及其生理功能，在国际上第一次阐述了强光下植物向光弯曲反应过程中蓝光受体向光素PHOT1和PHOT2的差异贡献，为人们今后系统探讨光调控植物不对称生长发育研究提供了一个全新的思路和途径。