水稻种子萌发过程中赤霉素信号传递所介导的蛋白质磷酸化级联反应及其功能分析

Seeds are the major way of progenies generation and distribution, as well as the main source of food. It is also important for agricultural production, which is especially true for rice. Gibberellin (GA) can promote rice seed germination. When its biosynthesis is blocked, rice seed will be inhibited. Study on GA's regulation to rice seed germination will be very helpful in understanding the mechanisms of seed germination. In this project, we plan to analyze the dynamics of protein phosphorylation in a rice GA biosynthesis mutant Osko2 through a phosphoproteomic strategy. Thereafter, CRISPR-Cas9 gene editing technique will be applied to study the function of protein phosphorylation in GA signaling and rice seed germination. Completion of this project will help us to obtain more insights into the GA signaling and its function in regulating rice seed germination.

种子是植物繁衍后代、扩大种群的重要策略，也是主要的粮食来源和重要的生产资料。水稻种子的正常萌发对于保证水稻生产具有重要意义。赤霉素能够促进水稻种子的萌发，当赤霉素合成受阻时，水稻种子萌发明显滞后。因此，研究赤霉素调控水稻种子萌发的途径，对于揭示种子萌发的分子机理具有重要意义。本项目以水稻的赤霉素合成突变体（Osko2）为材料，利用磷酸化蛋白质组技术对水稻种子萌发过程中由赤霉素信号传递所介导的蛋白质磷酸化动态反应进行分析，进而构建蛋白质磷酸化级联反应系统，并进一步结合CRISPR-Cas9基因编辑技术对关键蛋白质的关键磷酸化位点在这一过程中的重要作用展开研究。项目的顺利完成将不仅有利于丰富对于赤霉素信号传递途径的认识，也有利于更深入阐明水稻种子萌发调控的分子机理。

种子是植物繁衍后代、扩大种群的重要策略，也是主要的粮食来源和重要的生产资料。水稻种子的正常萌发对于保证水稻生产具有重要意义。赤霉素能够促进水稻种子的萌发，当赤霉素合成受阻时，水稻种子萌发明显滞后。因此，研究赤霉素调控水稻种子萌发的途径，对于揭示种子萌发的分子机理具有重要意义。本项目以水稻的赤霉素合成突变体（Osko2）为材料，利用磷酸化蛋白质组技术对水稻种子萌发过程中由赤霉素信号传递所介导的蛋白质磷酸化动态反应进行分析，进而构建蛋白质磷酸化级联反应系统，并进一步结合CRISPR-Cas9基因编辑技术对关键蛋白质的关键磷酸化位点在这一过程中的重要作用展开研究。项目执行顺利完成了大部分研究内容，取得的主要结果如下：1）通过药理和遗传互补实验，验证了突变体GA相关的表型；2）开展了比较磷酸化蛋白质组学研究，获得了受GA调控的关键蛋白质及其磷酸化位点信息；3）利用Crisp-Cas 9 技术创制了参与GA信号传递的关键基因的突变体材料，相关深入的分析正在进一步进行。相关研究成果已经发表SCI论文4篇，培养博士研究生3名，硕士研究生2名，博士后1名。这些结果有利于丰富对于赤霉素信号传递途径的认识，也有利于更深入阐明水稻种子萌发调控的分子机.理。