《擬南芥類突出結合蛋白SYT2在銅脅迫反應中的解毒機制》是張海燕為項目負責人，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：擬南芥類突出結合蛋白SYT2在銅脅迫反應中的解毒機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張海燕
- 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
高等植物在長期的進化過程中形成了複雜而精細的抗性反應機制以抵抗各種環境脅迫。銅(Cu)是植物生長發育所必需的營養元素,但過量的銅會對植物產生毒害作用。近年來關於植物銅脅迫的回響機制的研究取得了不少成果，但從分子細胞水平上探討細胞內銅分泌機制的研究尚不多見。突觸結合蛋白（SYT）作為Ca sensor在動物細胞的胞吞胞吐過程中發揮重要功能。本項目針對前人研究的不足，擬以擬南芥類突觸結合蛋白SYT2為研究對象，著重開展以下幾方面的研究： 1、觀察銅脅迫下SYT2缺失突變體的表型，並用酵母功能互補實驗證明SYT2與銅分泌有關；2、 研究細胞內銅離子的亞細胞定位及SYT2對銅轉運能力的影響；3、研究銅累積與鈣分布和鈣離子流的關係。在上述研究中擬採用多種新方法和新技術，包括轉盤式雷射共聚焦顯微鏡技術和銅離子活體標記技術，闡明SYT2在銅解毒過程中的作用模式，為銅污染土壤的利用提供科學依據。
結題摘要
銅(Cu)是植物生長發育必需的營養元素之一,但當環境中的銅過量時也會對植物產生毒害作用。高等植物在長期的進化過程中形成了複雜而精細的Cu積累，轉運和貯存機制，進而維持Cu穩態平衡。本項目對非經典分泌途徑相關蛋白SYT2的亞細胞定位和組織表達模式及其對Cu的吸收和積累的影響進行研究。結果表明，SYT2定位於高爾基體，在維管束和花粉粒中表達最高。正常條件下其缺失突變體中Cu吸收相關基因表達上調，表現為缺銅表型。而在Cu缺乏條件下，WT植株中這些Cu轉運蛋白基因COPT1,COPT2 和ZIP2等的表達均明顯上調，但在syt2突變體中，則只有COPT2顯著上調，說明SYT2的缺失顯著改變了植物對Cu水平的回響模式。由於Cu吸收相關蛋白COPT1缺乏信號肽，且定位模式對BFA處理不敏感，因而推測其質膜定位可能是通過非經典分泌途徑完成的。在syt2突變體中我們發現COPT1-GFP大量存在於胞內小液泡和中央大液泡內。Cu處理後WT植株中COPT1-GFP的穩定性降低，說明Cu處理可以誘導COPT1-GFP發生降解。而在syt2植株中，Cu處理後COPT1-GFP的降解被抑制。我們的結果表明SYT2對COPT1的分泌及其蛋白周轉過程均發揮重要作用。這些結果為揭示Cu穩態平衡機制提供證據，同時也為培育適用於Cu污染土壤植物修復的工程植株提供思路。
