糖在松树体内长距离运输的生化分析与分子机制研究

基本信息
批准号:31872699
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:johannes Liesche
学科分类:
依托单位:西北农林科技大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:唐韵佳,徐启玉,刘晓慧,高晨,韦林芳,任云娟,尹世娇
关键词:
马尾松蔗糖转运蛋白韧皮部水分运输物质运输
结项摘要

The growth of a tree relies on its ability to distribute carbon (sugars) produced by photosynthesis efficiently and rapidly along the entire length of its body. The transport of sugars takes place in the phloem vascular system, where a concentrated sugar solution moves at speeds far exceeding that of diffusion. How this happens in conifers, which can reach heights of more than 100 m, remains a mystery. .While recent publications illustrate how a single sugar concentration gradient between source and sink organs drives phloem transport in broad-leaved trees (angiosperms), the available data suggests that an alternative mechanism must exist in conifers (gymnosperms). .In this project, we will fully characterize the mechanism of long-distance translocation of sugars in the phloem vascular system of conifers. To succeed, we will follow a cross-disciplinary approach, combining biochemical techniques and molecular biology with radiology, mathematical modeling and microfluidics. Experiments will be conducted on multiple species, including Pinus massoniana, one of the 5 most planted trees in China. Understanding how conifers can allocate carbon in a controlled fashion and with high efficiency over tens of meters will be highly significant for breeding programs that aim to increase tree productivity.

植物生长依赖于光合作用合成的碳水化合物从源器官到库器官的快速运输和有效分配。糖在植物体内通过维管系统的运输速率远高于其扩散速度,但糖运输的分子机制仍不清楚。目前的研究结果表明,被子植物阔叶树木的源器官和库器官之间的单糖浓度梯度能够驱动糖在韧皮部的运输,而糖在裸子植物松树中则利用其它尚不明确的运输机制进行运输。本课题将运用生物化学、分子生物学、数学建模及微流控芯片技术,以已经测序的马尾松和挪威云杉为材料,解析糖在松树体内长距离运输的生化与分子机制。本研究不仅将在理论上阐明糖在被子植物松树中运输的分子机制而且也将为松树分子育种奠定理论基础。

项目摘要

植物生长依赖于光合作用合成的碳水化合物从源器官到库器官的快速运输和有效分配。糖在植物体内通过维管系统的运输速率远高于其扩散速度。本项目探究了糖如何在高度可超过百米的针叶植物中进行运输。我们运用了生物化学、分子生物与放射学、数学建模以及微流控芯片技术等方法,在不同的物种中进行实验,其中包括中国五大栽种树种之一的马尾松。我们鉴定并表征了相关的蔗糖转运蛋白。研究结果表明,针叶植物树干的主动跨膜转运促进了蔗糖的快速转运。另外,我们发现叶片中的水通道的形成增加了整株植物蔗糖分配的效率。该研究阐明了针叶植物如何以受控的方式在几十米的长距离高效地进行碳分配,对以增加树木生产率为目的的树木育种具有非常重要的意义。

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

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
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

黑河上游森林生态系统植物水分来源

黑河上游森林生态系统植物水分来源

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.04.010
发表时间:2020
4

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

丙二醛氧化修饰对白鲢肌原纤维蛋白结构性质的影响

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190411-143
发表时间:2020
5

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

PI3K-AKT-mTOR通路对骨肉瘤细胞顺铂耐药性的影响及其机制

DOI:
发表时间:2021

johannes Liesche的其他基金

批准号:31700313
批准年份:2017
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

水稻体内硒向籽粒长距离运输机制研究

批准号:31372141
批准年份:2013
负责人:周鑫斌
学科分类:C1512
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
2

旱生植物霸王体内Na+长距离运输机制及其分子基础研究

批准号:31072073
批准年份:2010
负责人:王锁民
学科分类:C1602
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
3

嗜盐作物甜菜体内Na+长距离运输机制及其分子基础研究

批准号:31860404
批准年份:2018
负责人:伍国强
学科分类:C1307
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
4

氨基酸转运蛋白CsLAT5介导茶树体内茶氨酸长距离运输的分子机制研究

批准号:31770731
批准年份:2017
负责人:张照亮
学科分类:C1508
资助金额:60.00
项目类别:面上项目