《參與ABA與H2O2信號轉導的ZmMPK5靶蛋白的鑑定與功能分析》是蔣明義為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：參與ABA與H2O2信號轉導的ZmMPK5靶蛋白的鑑定與功能分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔣明義
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
先前的研究已經顯示，玉米葉片中ABA活化的ZmMPK5參與ABA、H2O2誘導的抗氧化防護信號轉導。然而，ZmMPK5是怎樣調節抗氧化防護的目前尚不清楚。本項目試圖利用酵母雙雜交文庫篩選玉米葉片中與ZmMPK5相互作用的靶蛋白，通過玉米原生質體瞬時表達與瞬時沉默靶蛋白基因分析確定參與ABA、H2O2誘導抗氧化防護的ZmMPK5靶蛋白，同時通過玉米原生質體定點誘變靶蛋白磷酸化位點分析闡明靶蛋白胺基酸磷酸化在ABA、H2O2誘導的抗氧化防護中的作用，進而通過靶蛋白基因沉默的轉基因玉米來評估參與ABA、H2O2信號轉導的ZmMPK5靶蛋白在玉米抗旱中的作用。這一研究不僅能夠拓展人們對ABA誘導植物細胞抗氧化防護的信號轉導機理的理解，而且對於利用分子生物學手段提高作物的抗旱性具有重要的指導意義。
結題摘要
本項目調查了玉米促分裂原活化的蛋白激酶（MAPK）ZmMPK5靶蛋白在脫落酸（ABA）誘導的抗氧化防護信號轉導中的作用，同時也調查了一些ZmMPK5上下游的信號組分在這一信號轉導中的作用。本項目的主要研究結果如下： （1）利用酵母雙雜交、pull-down分析、體外磷酸化分析以及雙分子螢光互補分析（BiFC）澄清了兩個與ZmMPK5存在相互作用的蛋白：ZmTS2與Zmbzip1。ZmTS2屬於一種短鏈的乙醇脫氫酶/還原酶蛋白，被證實參與ABA生物合成。Zmbzip1是一種bZIP類型轉錄因子，被澄清能直接結合NADPH氧化酶（rboh）基因ZmrbohD啟動子上的ACGT元件，上調ZmrbohD的表達，進而上調抗氧化酶基因表達。 （2）在水稻中，發現Ca2+/CaM依賴型蛋白激酶（CCaMK）OsDMI3參與ABA、H2O2以及水分脅迫應答反應，增強作物對水分脅迫的耐性。玉米中的CCaMK（ZmCCaMK）與水稻OsDMI3具有相似的作用，參與ABA、H2O2以及NO應答反應，且NO作用於ABA/H2O2下游。進一步的研究發現，ABA信號轉導中，OsDMI3能夠活化OsMPK1（ZmMPK5同源物），由此而導致抗氧化酶基因表達與酶活性的上調。 （3）明確了玉米鈣依賴型蛋白激酶（CDPK）ZmCPK11參與ABA誘導的抗氧化防護。在這一信號轉導過程中， ZmCPK11能夠活化ZmMPK5，從而上調抗氧化酶活性。 （4）澄清了水稻C2H2型鋅指蛋白（ZFP）ZFP182是ABA誘導抗氧化防護信號轉導中的重要組分，且作用於OsMPK1的下游。 （5）明確了ZmMPK5是ABA與油菜素內酯（BR）誘導抗氧化防護信號轉導的共享組分，且BR能夠通過誘導NO產生從而調節ABA生物合成。 本項目已在國際知名學術刊物如Molecular Plant、Journal of Experimental Botany以及Plant and Cell Physiology等刊物上發表論文6篇，另有2-3篇論文待發表。這些研究結果不僅加深了我們對ABA信號轉導機理的認識，而且對於進一步利用分子手段提高農作物的抗逆性具有重要的指導意義。
