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菌根诱导表达的蔗糖转运蛋白调控大豆-菌根真菌共生系统中碳分配的机理研究

菌根诱导表达的蔗糖转运蛋白调控大豆-菌根真菌共生系统中碳分配的机理研究
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  • 批准号:31672237
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:植物-土壤互作与调控(C150803) |
  • 项目负责人:王秀荣
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:华南农业大学
  • 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: 转运蛋白;大豆;真菌;共生;分配
  • 英文关键词:sucrose transporter;mycorrhizae;carbon partitioning;regulation mechanism;soybean

项目摘要

中文摘要

与丛枝菌根真菌(AMF)共生是提高养分效率的重要途径之一,然而共生系统的形成也增加了植物根系的碳库压力。植物蔗糖转运蛋白在调控寄主的碳分配,实现植物最大化获利中起重要作用,但相关研究鲜有报道。本项目首先研究受菌根特异诱导表达的大豆蔗糖转运蛋白基因GmSUT5和GmSUT6对养分缺乏,以及碳消耗强度不同的AMF侵染的表达响应;接着,并利用过量和干涉大豆转基因株系,结合14C、15N、33P同位素标记,研究AMF侵染对植株体内碳库的影响;此外,通过酵母互补和爪蟾卵母细胞实验系统,确定GmSUT5和GmSUT6的蔗糖吸收和外排动力学特性;并利用启动子融合GUS的转基因植株,进行GUS和菌根侵染结构染色的组织共定位分析,最终阐明其调控大豆-AMF共生体内碳分配的生理和分子机制。

英文摘要

Symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) is an important strategy for improving nutrient efficiency. However, the formation of symbiosis system also increases the pressure of carbon sink in plant roots. Sucrose transporters play very important roles in regulating carbon allocation and realizing the maximum profits of host plants. However, until now, there are few reports on it. In this project, firstly, the expression patterns of mycorrhiza-induced sucrose transporters GmSUT5 and GmSUT6 are investigated in responses to nutrient deficiency and inoculation of AM fungi with different carbon cost intensity. Subsequently, over-expressing and RNAi transgenic plants will be labeled with 14C、15N、33P to elucidate the effect of AM inoculation on carbon sink in soybean-AM symbiotic system. In addition, sucrose absorption and release kinetics of GmSUT5 and GmSUT6 will be analyzed by yeast heterologous expression system and Xenopus oocyte system. Moreover, promoter-GUS transgenic plants are employed to analyze co-localization of GmSUT5 or GmSUT6 with both GUS and AM structure staining. The results will elucidate the physiological and molecular mechanisms of GmSUT5 and GmSUT6 regulation of carbon partitioning in soybean-AM symbiotic system.

评估说明

    国家自然科学基金项目“菌根诱导表达的蔗糖转运蛋白调控大豆-菌根真菌共生系统中碳分配的机理研究”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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