擬南芥中氮營養與生物鐘互饋調控分子機制研究

《擬南芥中氮營養與生物鐘互饋調控分子機制研究》是依託杭州師範大學，由滕一波擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：擬南芥中氮營養與生物鐘互饋調控分子機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：滕一波
• 依託單位：杭州師範大學

項目摘要

生物鐘廣泛存在於各種生物體內，而且受環境因子的調控。植物的氮養分作為外界環境條件，如何影響植物內源生物鐘還缺少深入的研究。反過來，生物鐘參與調控氮代謝，從而形成一個相互反饋調控的循環，但是對於生物鐘調控氮初級同化的分子機制，尚缺乏系統研究。因此，本項目通過研究不同氮營養條件對生物鐘中央振盪器基因及節律報告基因的影響，來探討氮營養如何在輸入途徑調控生物鐘；其次，利用cca1突變體研究硝酸鹽初級同化途徑中關鍵性酶硝酸還原酶（NR）的生物節律表達特徵，並利用酵母單雜交、EMSA、ChIP、菸草葉片轉化實驗和轉基因植株，研究生物鐘中央振盪器CCA1對NR編碼基因NR1和NR2轉錄調控的分子機理，來闡述生物鐘參與調控硝酸鹽的同化。從而，最終揭示氮營養和生物鐘互饋調控機制，為植物的營養條件是生物鐘輸入途徑提供有力證據，並且在實踐上為提高作物氮利用率提供理論依據。

結題摘要

本項目首先通過研究不同氮營養條件對生物鐘中央振盪器基因表達的影響， 發現NO3-和NH4+能夠影響TOC1的表達形式，初步探討了氮營養有可能在輸入途徑調控生物鐘。其次， 研究發現硝酸鹽初級同化途徑中關鍵性酶硝酸還原酶（NR）的表達呈現生物節律特徵，並在生物鐘cca1突變體中發生變化，說明生物鐘核心元件CCA1轉錄水平調控NR 編碼基因NR1和NR2。我們利用EMSA和ChIP實驗驗證了CCA1能夠直接結合到NR1和NR2啟動子上。後續對於轉基因植株材料的研究，有希望進一步明確生物鐘中央振盪器CCA1對 NR1和NR2轉錄調控的分子機理。從而，最終揭示氮營養和生物鐘互饋調控機制，為植物的營養條件有可能為生物鐘輸入途徑提供證據，並且在實踐上為提高作物氮利用率提供理論依據。