《擬南芥磷脂酶D調控微管形態和應答高溫脅迫的分子機理》是張群為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥磷脂酶D調控微管形態和應答高溫脅迫的分子機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張群
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物的生長發育受到高溫等各種非生物脅迫。植物質膜的結構支架-磷脂雙分子層參與感受脅迫和傳遞信號，其磷脂的組分、結構和代謝都關係到植物的抗脅迫能力。質膜蛋白磷脂酶Dδ（PLDδ）水解甘油磷脂產生信號分子磷脂酸。本項目研究高溫脅迫回響途徑中，擬南芥PLDδ對微管骨架的調控作用及其對鈣信號、植物熱休克蛋白70（HSP70）的分子調控機理。體內外探尋PLDδ蛋白與微管的結合位點及其動力學特徵；結合生物化學、細胞生物學和遺傳學方法，明確PLDδ蛋白如何調節微管動態，進而調控微管的解聚或聚合，並進一步影響細胞和植株的耐熱性。利用鈣指示探針YC3.6，研究PLDδ蛋白與鈣信號的位置關係，及其二者對微管形態的調控作用和高溫脅迫的應答模式；探尋PLDδ與微管的互作對HSP70的調控作用。目的是揭示由磷脂、鈣信號和細胞骨架共同介導的植物抗熱信號通路，為提高農作物抗高溫的分子改良提供科學依據和基因資源。
結題摘要
細胞骨架和膜系統的互作參與調控植物發育和逆境應答等重要過程。生物學家一直致力於尋找、鑑定連線膜和細胞骨架的橋樑蛋白。我們研究表明，擬南芥PLDδ定位在質膜，並與微管共定位。PLDδ體內外結合微管，並抑制微管聚合。點突變結果表明降低PLD活性顯著抑制其去穩定微管活性。熱處理後誘導微管從質膜解離和解聚及其幼苗死亡，但是該效應在pldδ突變中得到緩解。總之，PLD負調控微管穩定和植物耐熱性。保衛細胞微管是決定氣孔應答黑暗和ABA激素的重要因子。氣孔開放時，保衛細胞微管呈輻射狀分布；在黑暗和ABA處理後，微管解聚。磷脂酸PA結合蛋白磷酸酶PP2CA，二者互作參與調控保衛細胞微管對ABA信號途徑的調控。另外，我們利用藥物學和遺傳學等證據表明，PLD參與調控微管藥物處理後的微管形態和細胞發育。微管穩定試劑paclitaxel處理pldδ後，與野生型相比，其根長、下胚軸和微管分布存在顯著不同；外源PA能夠恢復pldδ表型。總之，擬南芥PLD/PA通過調控微管分布調節細胞發育，而且是依賴於其活性的。
