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紫云英二磷酸核苷磷酸酯酶AsPPD1在共生固氮中的作用机制研究

紫云英二磷酸核苷磷酸酯酶AsPPD1在共生固氮中的作用机制研究
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  • 批准号:31460056
  • 批准年度: 2014年
  • 学科分类:植物共生与固氮(C020402) |
  • 项目负责人:李一星
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:广西大学
  • 资助金额:50万元
  • 项目类别:地区科学基金项目
  • 研究期限:2015年01月01日 至 2018年12月31日
  • 中文关键词: 紫云英二磷酸核苷;磷酸酯酶;AsPPD1;共生;固氮
  • 英文关键词:Diphosphonucleotide phosphatase;Symbiotic nitrogen fixation;Astragalus sinicus;Energy metabolism;Int

项目摘要

中文摘要

磷对共生固氮有调节作用,我们前期研究发现紫云英二磷酸核苷磷酸酯酶AsPPD1可能与磷的循环利用相关,在根瘤形成和共生体固氮中发挥重要作用。为揭示其作用机制,本申请拟从以下3方面展开研究:(1)采用免疫电镜技术和共生体膜蛋白的Western Blot技术确证AsPPD1在共生体膜上的定位;检测AsPPD1沉默后,共生体和共生体膜上PPD酶活、ATP与ADP之比、能荷及磷含量的变化,分析AsPPD1与共生体能量代谢的关系。(2)外源补充ATP、ADP或AMP,分析超表达和RNAi发根的表型恢复情况。(3)利用酵母双杂交技术,筛选鉴定根和根瘤中与AsPPD1互作的蛋白,利用Pull-down、BiFC、Co-IP等技术验证蛋白互作,并研究互作蛋白在共生固氮过程中的功能。研究结果将有助于我们更深刻地理解磷素营养对共生固氮调节的分子机理,同时也可为豆科作物的遗传改良提供理论依据和新思路。

英文摘要

It is known that phosphorus regulates symbiotic nitrogen fixation (SNF). In previous work, we identified a Diphosphonucleotide phosphatase from Astragalus sinicus, AsPPD1, which was associated with cellular phosphorus remobilization and played important roles in SNF. This project aims to reveal its mechanism during the processes of nodule formation and nitrogen fixation by symbiosomes. The project will be carried out via the following three approaches. Firstly, the localization of AsPPD1 to symbiosome membrane will be confirmed by immunoelectron microscopy and western blot techniques. The relationship of AsPPD1 with energy metabolism on symbiosome membrane will be analyzed through measuring the changes of PPD activity, ATP/ADP ratio, energy charge and phosphorus content on symbiosome membrane and in symbisome after AsPPD1 silencing. Secondly, phenotypic recovery was analyzed through supplement of exogenous ATP、ADP or AMP. Thirdly, proteins interacting with AsPPD1 will be screened and identified by yeast two-hybrid technique. The in vito/vivo protein-protein interaction will be verified by using pull-down, bimolecular fluorescence complementation and co-immunoprecipitation techniques. Furthermore, the functions of the target proteins in SNF will be investigated as well. The results of this study will help us to deeply understand how phosphorus regulates SNF. On the other hand, this study is able to provide theoretical basis and novel ideals for genetic improvement of leguminous crops.

评估说明

    国家自然科学基金项目“紫云英二磷酸核苷磷酸酯酶AsPPD1在共生固氮中的作用机制研究”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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