水稻耐鹽回響中磷脂酶C介導的磷酸肌醇平衡和鈣信號

《水稻耐鹽回響中磷脂酶C介導的磷酸肌醇平衡和鈣信號》是章文華為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。

基本介紹

• 中文名：水稻耐鹽回響中磷脂酶C介導的磷酸肌醇平衡和鈣信號
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：章文華
• 依託單位：南京農業大學

項目摘要

磷酸肌醇（PIs）是磷脂醯肌醇（PtdIns）及其磷酸化產物的總稱。經典磷脂酶C（PI-PLC）水解PtdIns(4,5)P2，生成二醯甘油和肌醇1,4,5-三磷酸。與動物細胞不同，植物細胞PtdIns(4,5)P2含量遠低於PtdIns4P。我們發現了一個鹽敏感的、水稻PI-PLC基因突變體（osplc1），體外試驗表明，OsPLC1對 PtdIns4P的活性遠遠大於對PtdIns（4,5）P2。我們將以OsPLC1為研究對象，利用螢光標記的PIs探針蛋白，在細胞和植株水平上探索PtdIns4P是否作為水稻PI-PLC底物的證據；分析鹽回響過程中PI-PLC活性是否影響PtdIns4P和PtdIns(4,5)P2 平衡，以及此平衡變化對耐鹽性的作用。研究PI-PLC及其水解產物是否、如何調控Ca2+ 信號。本研究有望揭示植物PI-PLC的特異性，並闡明其在水稻耐鹽中的作用機理。

結題摘要

磷酸肌醇（Phosphoinositides，PIs）是磷脂醯肌醇（Phosphatidylinositol, PtdIns）及其磷酸化產物的總稱。以前的認知是植物細胞和動物細胞一樣，磷脂酶C（PI-PLC）水解PtdIns(4,5)P2，生成DAG和InsP3；而且PI-PLC與PIs的變化是否有關，尚沒有遺傳、分子水平上的證據。通過本項目研究，我們取得以下主要成果：1、從水稻基因組的4個OsPLCs基因中，鑑定出OsPLC1正調控水稻耐鹽性。2、OsPLC1在各組織表達，其蛋白定位於胞質和質膜；鹽處理下胞質OsPLC1向膜結合增加。3、生化分析發現OsPLC1是PI-PLC,利用磷脂醯肌醇-4-磷酸（PtdIns4P）和磷脂醯肌醇-4,5-二磷酸（PtdIns(4,5)P2）為底物，但不水解磷脂醯膽鹼（PC）；其活性受Ca2+激活。4、水稻細胞中PtdIns4P 的含量是PtdIns(4,5)P2的20倍左右，鹽處理下PtdIns4P和PtdIns(4,5)P2含量下降，OsPLC1參與其水解過程。5、明確水稻Ca2+信號回響鹽脅迫，OsPLC1調節Ca2+信號。總之，我們的工作發現，水稻中存在與動物細胞不同的PtdIns4P轉化途徑和生理功能，首次利用遺傳材料闡明耐鹽回響中水稻PLC是PtdIns4P和Ca2+ 信號之間的主要調節者。