《水通道蛋白在硝酸鹽調控玉米水分運輸中的作用研究》是張文浩為項目負責人，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：水通道蛋白在硝酸鹽調控玉米水分運輸中的作用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張文浩
- 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
氮素是植物生長發育所必需的大量礦質元素。硝酸鹽一方面是陸生植物吸收、利用氮素的主要形態，但同時它也具有很強的調控植物生理過程的能力。水通道蛋白是植物根系水分吸收運輸的主要參與者和調節者。根際硝酸鹽濃度的高低與植物根系水分的吸收運輸關係密切；低濃度的硝酸鹽抑制水通道蛋白的活性，降低根系水分的吸收運輸，但硝酸鹽調控水通道蛋白活性的機理尚不清楚。該申請項目擬以玉米為材料，利用壓力室、壓力探針和爪蟾蛙卵細胞表達技術，在根、細胞和分子水平，探討乙烯、過氧化氫和一氧化氮在硝酸鹽調控玉米水通道蛋白中的作用，解析三者間在硝酸鹽調控玉米水通道蛋白中的信號通路網路關係，闡明硝酸鹽調控玉米水通道蛋白介導的水分運輸的調控機理。研究結果將為培育水分養分高效利用的作物新品種提供理論依據。
結題摘要
本項目前期工作以玉米為材料，研究了不同硝態氮供應條件下玉米根系水分吸收的特性，在此基礎上探討了植物激素乙烯在硝態氮調控玉米根系水通道蛋白影響根系水導率的機制。研究結果表明，高濃度的硝態氮增加玉米根系水導率和誘導根釋放乙烯，抑制乙烯的合成降低硝態氮對根細胞水導率的促進作用，表明乙烯參與硝態氮調控玉米根系水分運輸過程。我們在研究水稻抗逆功能基因的過程中，發現了水稻F-Box基因 （OsBbx352）參與調控水通道蛋白的功能，因此系統研究了該基因在水稻種子萌發過程中的作用。 OsBbx352基因的表達受ABA的上調，在水稻種子萌發中表達量增加，外源供葡萄糖能抑制其表達；葡萄糖對超表達該基因的種子萌發的抑制作用明顯弱於野生型，進一步的研究發現OsFbx352能通過影響ABA的合成和分解改變葡萄糖依賴性的種子萌發過程中的ABA累積，從而改變其在萌發過程中對葡萄糖的依賴性。此外，我們的研究還發現了一個水稻受體類蛋白（OsMRC）參與調控鐵吸收轉運的新功能。超表達OsRMC通過調控鐵回響相關基因的表達，能顯著提高水稻的耐低鐵能力，同時超表達OsRMC基因發水稻能顯著提高水稻籽粒中鐵和鋅等微量元素的含量，在改良水稻鐵營養具有重要的套用價值。標註該項目的成果已經有兩篇論文發表在Journal of Experimntal Botany, 並獲得了一項專利授權。
