《BAK1調控油菜素內酯信號轉導及器官發育的分子機制》是依託蘭州大學，由黎家擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：BAK1調控油菜素內酯信號轉導及器官發育的分子機制
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：黎家
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
油菜素內酯是一類廣泛存在於植物界的內生植物激素，調控植物生長發育的很多重要過程。研究BR的生物學功能對利用分子生物學手段提高農作物產量、增強它們的逆境適應能力等具有重要的指導意義。申請人長期從事受體激酶介導的植物信號轉導的研究，尤其是BRI1/BAK1介導的油菜素內酯信號轉導途徑，發現了多個關鍵基因參與調控BR信號轉導、代謝、及生物合成，如BRS1、BAK1、BRL1、BEN1、TCP1等。申請人團隊利用BAK1及其同源基因完全缺失突變體構建了serk1 bak1 bkk1三重突變體，並作了深入細緻的研究，發現BR信號在三重突變體中被完全終止，證明了其作為共受體在BR信號途徑中起不可或缺的作用。本申請書以serk1 bak1 bkk1研究中得到的一些新的結果作為出發點，旨在闡明BR信號的早期識別、信號的中間傳遞、及信號最終通過SAUR-AC1來調控植物器官發育的具體分子遺傳機理。
結題摘要
油菜素內酯（BR）是一類廣泛存在於植物界的內生植物激素，調控植物生長發育的諸多重要過程。研究BR的功能和調控機理對利用分子生物學手段提高農作物產量、增強它們的逆境適應能力等具有重要的指導意義。近年來，對BR的信號轉導過程、生物合成及代謝調控的分子機理研究儘管有大量進展，但還有若干關鍵問題亟需研究探索，比如BR信號轉導早期過程中受體與共受體之間的相互作用和具體調控機制還不十分清楚，BR合成途徑中還有若干關鍵步驟的催化酶、正調控BR限速步驟酶的轉錄因子還知之甚少。BAK1作為共受體，在BR信號轉導中發揮必不可少的功能。本項目通過定點突變的方法獲得了BAK1的關鍵位點的點突變體，並進行了功能比較研究，初步確定BAK1(Y100)在BR信號轉導途徑中發揮重要功能，但對BAK1參與的細胞凋亡途徑貢獻不大；而BAK1(F60)在BR信號轉導途徑中和細胞凋亡信號途徑中均發揮重要功能。同時，以多個BR合成和信號途徑的突變體為背景材料，通過激活標籤法和T-DNA插入失活分離鑑定到若干遺傳突變體，影響BR信號轉導和生物合成。進一步的工作發現TWD1定位在細胞質膜上，與受體BRI1相互作用，參與調控BRI1與BAK1感知傳遞BR信號的過程；證明SAUR-AC1定位在細胞質膜上，可能調節BR信號早期轉導，並通過BR信號調控植物根、莖、葉等器官的發育；另外，通過激活標籤法鑑定到一個Dof類轉錄因子BEN2，證明它結合到PIFs的啟動子區域調節其表達，最終通過調節細胞的BR水平來調節植物的生長發育；本研究還發現TCP家族的另一成員TCP17，直接結合到生長素合成基因YUCCA5的啟動子調節其表達，從而調節擬南芥在光下的下胚軸伸長。
