植物同逆境脅迫相關核受體的克隆及功能驗證

《植物同逆境脅迫相關核受體的克隆及功能驗證》是依託北京師範大學，由韓生成擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植物同逆境脅迫相關核受體的克隆及功能驗證
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：韓生成
• 項目類別：面上項目

項目摘要

胞內鈣離子作為第二信使，參與植物對乾旱，高溫和土地的鹽鹼化等各種逆境脅迫的相應，並通過一系列的信號級聯反應，激活抗逆基因的表達。然而，細胞內是否存在同動物類固醇激素受體等類似的核受體系統，成為探討植物回響高溫、乾旱及病蟲害等信號分子機制的另一根本性問題。申請人立足已建立的利用動物細胞克隆植物鈣受體基因的研究體系與前期工作積累；並借鑑Ghosh實驗室2004年發表在Science的利用Transactivator Trap技術篩選動物神經元中受鈣信號激活的轉錄調控元件的技術體系；建立了篩選植物核受體基因的動物表達體系，高通量篩選同植物逆境脅迫相關的核受體基因，特別是尋找新的可能存在的植物激素受體。進一步利用轉基因技術鑑定其在植物中的生理功能。這些探索性的研究將對認識植物逆境適應與生長發育中核受體信號轉導作用的分子機制提供重要的理論基礎。

結題摘要

植物是一種固著型生物。面對各種生物和非生物脅迫等外界環境，植物會通過接受、感應並快速地作出相應的反應以適應不利的外界環境。大量研究表明，胞內鈣離子作為第二信使，參與植物對乾旱，高溫和鹽鹼化等各種逆境脅迫的相應，並通過一系列的信號級聯反應，激活抗逆基因的表達。目前已知的植物細胞內感受鈣離子信號的蛋白元件有三大類：鈣調素、鈣依賴蛋白激酶類蛋白以及鈣調神經磷酸酶B類似蛋白。它們結合鈣離子後，引起蛋白構象改變，從而激活該蛋白的功能，並與下游靶蛋白相互作用組成多條信號系統，參與植物應對外界各種逆境信號及生長發育的調控過程。然而，植物細胞內是否存在直接受胞內鈣離子激活的轉錄因子，類似於動物細胞核心受體系統，直接調控基因的轉錄表達是一個值得探索的科學問題。本項研究借鑑Ghosh實驗室篩選動物神經元中受鈣信號激活的轉錄調控元件的技術體系，建立了篩選植物體內受鈣激活的核受體基因的動物表達系統；利用Transactivator Trap技術體系構建了擬南芥cDNA文庫；通過EGF（動物表皮生長因子）刺激激活胞內鈣離子增加，並經高通量篩選獲得了相關核受體基因；利用動物表達體系及藥物處理分析了該核受體在動物細胞中作用機制；購買了該核受體基因的擬南芥突變體，通過轉基因技術，初步研究了該核受體基因參與調控植物耐逆反應的作用機制及其生物學功能。通過本項目的執行，將為植物耐逆相關研究及鈣離子信號轉導的新機制提供一條新的思路。