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重金属胁迫下植物类萌发素蛋白的生理作用

重金属胁迫下植物类萌发素蛋白的生理作用
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  • 批准号:31672224
  • 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:沈振国
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:南京农业大学
  • 资助金额:66万元
  • 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: 重金属;植物类;萌发;蛋白;生理
  • 英文关键词:Germin-like proteins;Heavy metal stress;Adaptation mechanisms;Reactive oxygen species;Lignin

项目摘要

中文摘要

类萌发素蛋白(GLPs)是一类广泛存在于植物体内的可溶性糖蛋白,具有超氧物歧化酶、草酸氧化酶和多酚氧化酶等多种酶活性、受体和结构蛋白等生理功能。我们前期研究结果显示,水稻OsGLP基因转录水平和蛋白质表达水平在镉和铜处理下显著提高,但其生理功能仍不清楚。本项目拟从水稻中筛选出应答重金属胁迫的OsGLPx作为研究的目标蛋白,克隆OsGLPx基因及其上游启动子区序列,通过启动子截断缺失分析该基因的转录表达特性及定位。以目标蛋白的酶学特性为重点,利用体内和体外方法研究重金属胁迫对其活性的影响;应用OsGLPx基因过表达、敲除突变体及突变体回补的转基因材料,分析OsGLPx与水稻组织中活性氧积累、木质素沉积、重金属积累等的关系,揭示OsGLPs在植物抗重金属胁迫中的作用。这对阐明植物重金属抗性机制具有重要理论意义,并为降低重金属在植物可食部分中的积累提供新的技术途径。

英文摘要

Germin-like proteins (GLPs) which have similar sequence to wheat germins are soluble glycoproteins and ubiquitous in land plants. GLP family members possess superoxide dismutase (SOD), oxalate oxidase (OXO) and polyphenol oxidase (PPO) activities and play other physiological roles. In our previous study, GLP expression in rice are up-regulated at transcriptional and protein levels by heavy metals including copper and cadmium. In the present project, we will focus on the GLP genes responding to heavy metal stresses, and isolate and characterize the GLP genes and the promoter region. The heavy metal-inducible activity of the promoter and localize the heavy metal-regulatory will be investigated by deletions analysis of the promoter. The enzymatic activities and characteristics of the GLP protein with SOD, OXO or PPO will be studied in vivo and vitro. The expression characterization of GLPs in plants and its relationships to reactive oxygen species production, biosynthesis of lignin and accumulation and distribution of heavy metals in different plant tissues will be examined in details using OsGLPs-expressing transgenic plants, rice OsGLPs mutant and the complementary lines. Our objectives are 1) to determine the biological functions of GLPs in plants under conditions of heavy metal stress; 2) to further understand molecular mechanisms of heavy metal resistance in plants; and 3) to supply new approach to genetic improvement of heavy metal tolerance and decreasing heavy metal accumulation in edible parts of plants.

评估说明

    国家自然科学基金项目“重金属胁迫下植物类萌发素蛋白的生理作用”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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