地区：上海市 宝山区
关键词：中国科学院上海生命科学研究院;北京大学;山东农业大学等
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000004575
成果描述：
| 该项目属于基础生物学领域的植物生理学。植物生长发育受到内外源因素的协同调控，激素及不同信号途径在植物细胞分化、器官发育、形态建成以及逆境胁迫反应等过程中起重要调节作用，并参与作物株型、产量、品质等重要农艺性状的调控。该项目聚焦激素和第二信使途径调控植物发育的分子机理，在激素及磷脂酰肌醇信号途径作用、以及二者协同调控植物发育的机制等方面做出了系统性和原创性工作。主要成果包括：1.植物激素作用机理研究和阐释。甾类结合蛋白在动物生长发育中起重要调节作用，该项目鉴定了植物甾类结合蛋白的功能，证明拟南芥一个主要位于膜上的甾类分子结合蛋白负调控细胞伸长并抑制油菜素内酯(BR）信号，在植物光形态建成和BR信号中起重要作用；分离了多个参与BR信号调控的重要因子。酪蛋白激酶(CK1)在酵母与动物中广泛参与细胞周期、节律等的调控，该项目证明水稻CK1成员EL1磷酸化赤霉素信号途径的重要因子SLR1,调控其蛋白稳定性和活性，从而调节水稻抽穗时间等，阐明了蛋白磷酸化在赤霉素信号中的作用及机制。为植物甾类分子功能、植物开花时间及BR和赤霉素信号转导研究提供了重要线索。明确BR通过调节生长素极性运输参与植物向性建成，通过系统研究，提出了BR与生长素、脱落酸与生长素协同调控光形态建成和下游基因表达的机制。2.揭示了磷脂酰肌醇(PI）信号途径作用机制。产生重要第二信使分子的PI信号途径在动植物生长发育及响应外界信号反应中起重要作用。该项目系统证明PI途径通过调控胞内肌醇三磷酸(IP<,3>）含量及钙离子浓度参与蓝光介导的光形态建成、花粉发育和休眠；以及通过与细胞质转化酶互作并抑制其活性，参与糖代谢和信号以及根发育调控等。揭示了PI信号途径参与植物蓝光反应、与糖代谢及信号协同调控植物生长发育的机制，为第二信使途径作用机制研究提供了重要线索。3.阐明了磷脂酰肌醇(PI）信号与生长素协同调控植物发育的机理。生长素通过极性运输形成的浓度梯度对植物生长发育有重要调控作用。该项目证明磷脂酶D及产物磷脂酸、磷脂分子和IP<,3>调节胞内囊泡运输及生长素输出蛋白在细胞质与质膜间的循环、以及生长素输出蛋白的稳定性，从而调控生长素响应、根向性和侧根发育。有助于阐明生长素极性运输调控及其时空分布及作用的机制，为信号交叉研究提供了重要依据。这些原创性成果为了解激素作用、信号间协同调控植物生长发育的机制提供了线索，对认识植物生长发育的本质及农业生产具有重要意义。主编专著“植物激素作用的分子机理”，在重要学术期刊发表SCI论文19篇，包括EMBO J(1篇）,Plant Cell（5篇）和Cell Research(4篇)等；总他引749次，被国际同行广泛引用和正面评价，应邀在Current Opinion in Plant Biology等综述相关研究进展；获上海市自然科学奖二等奖；2人获中国科学院优博论文。 |
