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生长素及TOR信号途径在低氮刺激玉米根伸长中的调节机制

生长素及TOR信号途径在低氮刺激玉米根伸长中的调节机制
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  • 批准号:31672221
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:设施环境与作物互作(C150702) |
  • 项目负责人:米国华
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:中国农业大学
  • 资助金额:60万元
  • 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: 生长素;TOR;刺激;玉米;伸长
  • 英文关键词:maize;nitrogen;root elongation;auxin;TOR

项目摘要

中文摘要

玉米适应低氮胁迫的策略之一是促进根的伸长、扩大土壤氮素空间有效性,进而提高氮素获助效率。迄今为止,有关低氮促进玉米根伸长的生理机制,仍然了解甚少。在前期工作基础上,本研究提出假说,玉米根系对低氮信号的响应可能受“雷帕霉素靶蛋白(TOR)途径”与生长素信号途径的协同调节。本研究拟利用本课题组前期工作鉴定出的、根伸长对低氮反应有显著差异的玉米自交系478与Wu312,在正常与低氮处理环境下,设置与生长素途径、TOR途径相关的外源物质处理,并借助玉米蔗糖运输突变体(SUT1)、生长素及其转运蛋白报道基因株系(DR5rev::mRFPer,ZmPIN1a::ZmPIN1a:YFP),分析根伸长动态、细胞分裂与伸长、碳氮代谢、生长素水平、生长素转运蛋白基因表达、质子分泌、膨胀素及TOR激酶等相关基因表达,并应用RNA-Sequence分析,剖析生长素途径与TOR途径在低氮调节玉米根伸长的生理机制。

英文摘要

One strategy for maize to adapt low-nitrogen stress is to speed up root elongation so as to explore a larger soil space and increase N acquisition efficiency. The physiological mechanism underlying this response remains unclear. We hypothesize that the response of root elongation to low-N stress is regulated synchronously by auxin pathway (acid growth theory) and TOR pathway. Using two maize inbred lines (478 and W312) which root elongation has contrasting response to low-N stress, this study aims to the role of auxin pathway and TOR pathway in regulating root elongation in response to low-N stress. The experiments will be conducted under normal and low-N stress conditions. Exogenous chemicals affecting auxin or TOR pathway will be applied. The sucrose transporter mutant SUT1 as well as auxin reporter DR5::RFP line will also be used. The following parameters related to root elongation will be investigated: root growth kinematics, cell division and elongation, carbon and nitrogen metabolism, auxin level, proton exudation, expresson of genes encoding expansins, auxin transporter, TOR kinases etc. RNA-sequence analysis will be used to find the relationship between genes related to auxin and/or TOR pathway genes, cell division and elongation, and root elongation.

评估说明

    国家自然科学基金项目“生长素及TOR信号途径在低氮刺激玉米根伸长中的调节机制”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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