《擬南芥AtNHX5和AtNHX6調控生長發育的分子機理》是依託蘭州大學，由邱全勝擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥AtNHX5和AtNHX6調控生長發育的分子機理
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：邱全勝
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
植物Na+,K+/H+反向交換體是調節細胞pH和離子平衡的重要蛋白，在植物生長發育的許多方面起著重要的作用。近年研究發現，AtNHX5和AtNHX6調控著植物的生長發育過程；它們在細胞擴展、細胞增殖、pH平衡和蛋白質運輸等過程中起著重要的作用。然而目前對於AtNHX5和AtNHX6調控植物生長發育的分子機理尚無任何報導。同時，擬南芥存在一類定位於內質網的生長素運輸蛋白PIN蛋白（ER-PINs）。目前關於ER-PINs調節細胞生長素平衡和植物生長發育的功能已有報導，但是關於ER-PINs 的作用機制和調節機理還很不清楚。本項目將二者聯繫起來，試圖證明AtNHX5和AtNHX6是通過調控ER-PINs調節細胞生長素的平衡，進而調節植物的生長發育過程。本項目的研究將為認識AtNHX5和AtNHX6調控植物生長發育的分子機理，闡明ER-PINs的作用機制和調節機理奠定理論基礎。
結題摘要
植物Na+,K+/H+反向交換體是調節細胞pH和離子平衡的重要蛋白，在植物生長發育的許多方面起著重要的作用。近年研究發現，AtNHX5和AtNHX6調控著植物的生長發育過程；它們在細胞擴展、細胞增殖、pH平衡和蛋白質運輸等過程中起著重要的作用。然而目前對於AtNHX5和AtNHX6調控植物生長發育的分子機理尚無任何報導。擬南芥存在一類定位於內質網的生長素運輸蛋白PIN蛋白(ER-PINs)。目前關於ER-PINs調節細胞生長素平衡和植物生長發育的功能已有報導，但是關於ER-PINs的功能和調節機理還很不清楚。本項目試圖證明AtNHX5和AtNHX6是通過調控ER-PINs調節細胞生長素的平衡，進而調節植物的生長發育過程。我們採用分子遺傳學和細胞生物學技術方法，研究了AtNHX5和AtNHX6調節生長素轉運蛋白ER-PIN蛋白PIN5，PIN6和PIN8的功能及機理。我們發現nhx5nhx6雙突變體生長素平衡發生變化，表現出生長素缺陷的生長表型。遺傳分析表明，PIN5的功能依賴於AtNHX5和AtNHX6。我們發現AtNHX5和AtNHX6與PIN5之間沒有直接的相互作用；AtNHX5和AtNHX6通過其離子轉運活性產生的pH調節PIN5的功能。PIN8在雄配子體中特異表達，調控著花粉的生長發育。我們發現nhx5nh6雄蕊生長素分布減少，花粉發育正常率降低，花粉萌發率降低，花粉管伸長減小，傳粉率降低。遺傳分析表明，PIN8的功能依賴於AtNHX5和AtNHX6，表明AtNHX5和AtNHX6可能通過調節PIN8的功能調節花粉的生長發育。我們的遺傳分析結果顯示，PIN6的功能依賴於AtNHX5和AtNHX6。我們還發現AtNHX5和AtNHX6與PIN6共同調控著細胞生長素的穩態平衡；AtNHX5和AtNHX6是通過其離子轉運活性調節PIN6的功能。我們還分析了NHX的結構功能，離子轉運特性以及調節蛋白質運輸的功能；比較了NHX5/6與KEA4/5/6兩類內膜系統Na+,K+/H+反向轉運蛋白的離子轉運特性及生物學功能。本項目的結果表明，AtNHX5和AtNHX6是通過調控ER-PINs調節細胞生長素的平衡，進而調節植物的生長發育過程。本項目的研究結果為認識AtNHX5和AtNHX6調控植物生長發育的分子機理，闡明ER-PINs的功能和調節機理奠定理論基礎。
