GhPTP1和GhANN5調控棉花耐鹽的生理生化機制

《GhPTP1和GhANN5調控棉花耐鹽的生理生化機制》是依託中國農業大學，由李芳軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：GhPTP1和GhANN5調控棉花耐鹽的生理生化機制
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：李芳軍
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

土壤鹽漬化嚴重影響棉花產量和品質，揭示棉花耐鹽機理為棉花耐鹽性種質改良，有效利用鹽鹼地提供理論基礎。申請人構建了基於病毒誘導基因沉默體系(VIGS)的棉花cDNA 文庫，並篩選獲得敏鹽基因GhPTP1。VIGS-GhPTP1棉花植株對鹽脅迫耐受性增強。利用棉花酵母雙雜cDNA文庫，獲得與GhPTP1互作的膜聯蛋白GhANN5。本項目擬分析棉花GhPTP1和GhANN5基因沉默植株以及轉基因擬南芥植株的耐鹽特性，明確GhPTP1和 GhANN5在耐鹽信號途徑中的作用機制；鑑定鹽脅迫下激活GhANN5的蛋白激酶，闡明GhPTP1與GhANN5互作模式，揭示由蛋白激酶和磷酸酶GhPTP1動態調控GhANN5磷酸化水平的耐鹽新機制；利用磷酸化蛋白質組學以及轉錄組學手段，挖掘GhPTP1介導的棉花耐鹽信號調控網路。研究結果將會揭示GhPTP1調控棉花耐鹽新機制，為棉花耐鹽分子育種提供優良的候選基因。

結題摘要

土壤鹽漬化嚴重影響棉花的產量和品質，而我國植棉區逐年向西北內陸以及濱海鹽鹼地轉移，從細胞和分子水平揭示棉花耐鹽機制並創建耐鹽種質資源具有重要的理論和現實意義。本研究通過篩選棉花VIGS（Virus-induced gene silencing）文庫，獲得棉花回響鹽脅迫的基因GhPTP1後命名為GhDsPTP3，該基因編碼雙功能酪氨酸蛋白磷酸酶。經棉花酵母雙雜文庫篩選獲得了與GhDsPTP3互作的膜聯蛋白GhANN5後命名為GhANN8。進一步研究明確了鹽脅迫能夠誘導GhANN8的磷酸化，而GhDsPTP3能夠去除鹽誘導的GhANN8磷酸化。探明了鹽脅迫下GhDsPTP3和GhANN8參與調控細胞內的鈣離子平衡，VIGS-GhDsPTP3增強鈣離子內流，而沉默GhANN8抑制鈣離子內流。此外，沉默GhDsPTP3誘導GhSOS1表達，沉默GhANN8抑制GhSOS1表達，鈣通道抑制劑氯化鑭能夠消除GhDsPTP3和GhANN8對GhSOS1的表達調控，表明GhDsPTP3和GhANN8介導的鈣信號可通過進一步調控重要的鈉通道GhSOS1回響鹽脅迫。在國際期刊New Phytologist上發表SCI研究論文1篇，培養研究生1人。