《自噬在番茄耐熱性中的功能、作用機理和調控》是依託浙江大學，由陳志祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：自噬在番茄耐熱性中的功能、作用機理和調控
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：陳志祥
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高溫對細胞的直接損害包括蛋白變性失活並形成無法復性的聚合體。能否有效地清除這些永久失活的有害蛋白決定植物細胞在高溫條件下的生死存亡。申請者在前期工作基礎上提出了細胞自噬選擇性清除變性失活蛋白並在植物高溫應答機制中起著重要作用的假說。本項目擬以番茄為材料，利用VIGS和RNAi轉基因研究自噬關鍵因子ATG5和ATG7在番茄耐熱性中的功能；利用RNA干擾驗證帶有泛素結合域的自噬推理受體AIP3在番茄耐熱性中的功能，明確高溫條件下番茄耐熱性和泛素化蛋白積累的關係，分離鑑定與AIP3互作的泛素化變性失活蛋白，明確自噬識別、捕獲並最終清除高溫下形成的變性蛋白的作用機理；研究番茄WRKY33轉錄因子對高溫誘導自噬的重要性，利用染色質免疫沉澱法驗證WRKY33和重要自噬相關基因啟動子的互作關係，闡明高溫誘導自噬過程中的一個重要調控機制。研究可望在進一步探明植物耐熱性的分子機理，探索蔬菜抗性調控新途徑。
結題摘要
自噬是真㧡生物降解細胞成分的重要途徑。大量通過擬南芥自噬突變體的研究表明自噬在植物抗鹽、抗乾旱及抗氧化化面具有重要作用，但在抗熱性的功能尚無報導。本項目的研究目標是明確自噬在番茄耐熱性中的功能，並闡明其作用和調控機理。主要研究內容包括：（1）利用VIGS和RNAi沉默番茄自噬相關(ATG)基因，明確自噬在番茄耐熱性中的功能，（2）通過基因沉默及其它生物化學方法研究選擇性自噬受體AIP3(已更名為NBR1)在番茄耐熱中的功能及捕獲高溫變性蛋白的機理，（3）利用基因沉默及其它分子生物學方法研究番茄WRKR33轉錄因子在高溫誘導自噬及番茄耐熱性中的調控作用和機理。項目經過四年研究工作基本完成了預定的研究內容和目標。項目研究的主要結果包括：（1）通過分子和細胞生物學方法發現高溫誘導番茄自噬基因表達及自噬體的形成；通過RNA干擾沉默番茄ATG5及ATG7基因之後，番茄對高溫的敏感性增高，表現在高溫下葉片光合作用活性下降及葉子死亡速度加快。這些結果說明自噬在番茄耐熱性中具有重要功能；（2）通過RNAi干擾沉默番茄AIP3基因可從顯著降低番茄耐熱性，同時發現AIP3沉默之後番茄在高溫下積累的不可溶蛋白聚會體增加，另外發現高溫下AIP3含量增加，並不斷和不可溶蛋白聚合一起，根據這些發現，我們推定自噬在高溫下通過AIP3選擇性識別、捕獲並最終清除有害的變性蛋白，從而提高番茄在高溫下的存活率，（3）通過RNAi干擾沉默番茄WRKY33之後，發現番茄耐熱性下降，同時高溫誘導的自噬基因表達及自噬體形成受到顯著影響，利用染色質免疫沉澱發現WRKY33和多個自噬基因啟動子結合，這些結果表明番茄WRKY33是番茄耐熱性的重要調控因子，其作用機理至少一部份通過調控高溫下自唾的誘導。這些研究成果基本闡明了自噬在番茄耐熱性中最基本的生物學問題，開闢植物耐熱分子機理研究的新領域，建立了一條提高作物抗性的新途徑。
