《擬南芥中赤黴素對Pro（脯氨酸）/P5C循環的調控機理研究》是張敏為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥中赤黴素對Pro（脯氨酸）/P5C循環的調控機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張敏
- 依託單位：中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
脯氨酸在植物逆境回響和生長發育過程中起著重要作用，但它的很多功能機理我們還不是很清楚，還有待繼續深入的研究和了解。最近發現脯氨酸代謝中存在一個快速脯氨酸循環途徑即Pro（脯氨酸）/P5C循環，該循環通過活性氧的產生影響植物的很多調控途徑。外源脯氨酸的刺激可以加強Pro（脯氨酸）/P5C循環，產生大量活性氧，抑制植物生長。我們利用這一特性進行突變體篩選，得到赤黴素合成相關突變體atkao2-1，該突變體表現出脯氨酸抑制生長不敏感表型，初步實驗表明赤黴素對Pro/P5C循環有調控作用。目前尚沒有過任何赤黴素和脯氨酸及其Pro/P5C循環相互關係的詳細研究報導。我們期望以該突變體為研究材料，建立起脯氨酸及其Pro/P5C循環和赤黴素之間的關係，進一步深入了解脯氨酸在植物中的作用。同時也為脯氨酸套用於農業生產控制作物的生長發育，提高農作物抗逆境能力提供更多的理論基礎。
結題摘要
生長素極性運輸蛋白（PIN蛋白）介導的生長素極性運輸在植物根的生長發育中起著重要作用，但目前對於PIN蛋白的表達及其細胞膜定位如何回響細胞內外刺激還不完全清楚。本項目克隆得到了擬南芥的一個未知功能蛋白SSR1，並對SSR1基因的功能進行了深入研究，證實了蛋白在生長素極性運輸和根的生長發育中起到了重要的作用。項目研究結果顯示， SSR1的功能減弱突變體ssr1-1，根生長對滲透脅迫超敏感，而SSR1敲除突變體ssr1-2根的發育受到嚴重抑制。突變體ssr1-2根尖生長素含量明顯降低, 使根尖靜止中心活性減弱。進一步的研究表明多個PIN蛋白，即PIN1，PIN2，PIN3，PIN4 ，PIN7，在突變體中的蛋白水平顯著降低。其中，我們還證實了PIN2蛋白水平的降低，是由於PIN2蛋白胞內運輸過程中的蛋白分選系統缺陷而受到阻礙，部分滯留在細胞質中，最終被運到液泡中降解而導致的。此外，SSR1亞細胞定位於線粒體，SSR1敲除突變體中線粒體內的活性氧和交替氧化酶含量均顯著增加，說明線粒體電子傳遞鏈的功能受損，也提示我們SSR1可能通過調節線粒體功能來作用於生長素的運輸過程。 該研究成果揭示了線粒體功能與生長素極性運輸和根生長發育的可能聯繫，為深入研究線粒體信號調控植物生長提供了線索。
