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Ca2+对H2S信号增强谷子耐受重金属铬胁迫过程的调控作用机制

Ca2+对H2S信号增强谷子耐受重金属铬胁迫过程的调控作用机制
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  • 批准号:31671605
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:作物生长发育生理(C130201) |
  • 项目负责人:裴雁曦
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:山西大学
  • 资助金额:62万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: Ca2+;H2S;谷子;重金属;胁迫
  • 英文关键词:hydrogen sulfide;Calcium;gasotransmitter;chromium;Setaria italica

项目摘要

中文摘要

谷子(Setaria italica)是我国北方重要的粮食作物。土壤中重金属铬(Cr6+)污染会对谷子生产造成严重影响,并威胁人类健康。如何减轻这种危害并减少其在作物中的积累成为重要的研究课题,但目前深入的机制研究非常有限。.硫化氢(H2S)是继NO和CO之后第三种气体信号分子。前期试验证实,生理浓度H2S处理可以显著提高谷子幼苗对Cr6+的耐受性,并显著减少其在植物体内的积累。而且这种生理作用的发挥受到的Ca2+的调节。结合已有文献,我们推测其作用机制可能是Ca2+通过CaM蛋白激活TGA3转录因子,以调节H2S生成。这一推测的关键环节得到实验证实:TGA3转录因子确实可以与内源H2S合成酶编码基因启动子特异性结合。.基于此,本项目就Ca2+→CaM→TGA3→H2S这一通路各个环节,从分子、细胞以及表型水平进行系统研究,为减轻重金属对作物的危害、减少其在作物中积累提供有益的理论支撑。

英文摘要

Foxtail millet (Setaria italica) is an important crop in north China.Chromium (Cr6 +) is one of heavy metal pollution of soil in our country which impact on crop growth, development directly, and do harm to human health through food chain. How to reduce the harm of heavy metals and reduce their accumulation in crops is an important topic. But the reports on the deep mechanism is very limited..Hydrogen sulfide (H2S) is the third recognized gasotransmitter after NO and CO, and plays important physiological roles in plants. Our previous studies discovered that H2S treatment in physiological concentration could significantly increase the tolerance of millet seedlings to Cr6+, and reduced its accumulation in the plants..In addition, we found that the H2S function was regulated by Ca2+ signal. Based on our data and the existing literature, we hypothesized that Ca2+ ion can activate transcription factors TGA3,through CaM, thereby affecting the prodution of endogenous H2S. .The key link of this theoretical conject has been confirmed by gel shift assay: TGA3 can really bind in the the promoter region of LCD gene which encodes the enzyme producing endogenous H2S in plants..Based on this, we plan to carry out the systematicaly researches on the pathway, Ca2+→CaM→TGA3→H2S, on the level of molecular biology, cell biology and phenotype levels.This research may provide useful theoretical support to reduce the heavy metal hazards and its accumulation in the crops.

评估说明

    国家自然科学基金项目“Ca2+对H2S信号增强谷子耐受重金属铬胁迫过程的调控作用机制”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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