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受体类激酶CWK1调控水稻纤维素合成的机制研究

受体类激酶CWK1调控水稻纤维素合成的机制研究
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  • 批准号:31770198
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:植物结构与功能(C020101) |
  • 项目负责人:周奕华
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所
  • 资助金额:60万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2021年12月31日
  • 中文关键词: 受体类激酶;CWK1;水稻;纤维素
  • 英文关键词:Protein kinase;Receptor;Cellulose synthesis;Regulation;Rice

项目摘要

中文摘要

纤维素是植物细胞壁中最主要、且最具经济价值的成分。植物体中纤维素的合成水平与诸多重要农艺性状的形成和生理过程关系密切,因而受到严格调控。蛋白质组质谱分析发现参与纤维素合成的不少关键蛋白存在磷酸化修饰,并影响纤维素合成,表明磷酸化修饰是调控纤维素合成的一种重要方式。然而迄今为止鉴定到的参与纤维素合成的受体类激酶仍为数极少。CWK1是通过水稻转录组测序及共表达分析而筛选到的一个受体类激酶,且功能未知。本研究拟利用遗传学、生物化学、分子生物学等多学科手段,验证CWK1基因与纤维素合酶基因的共表达情况;分析CWK1的激酶活性,筛选其作用底物,解析CWK1调控纤维素合成的信号转导通路和遗传网络,揭示纤维素合成调控的分子机制;研究cwk1及其调控通路上相关突变体的表型,明确其生物学功能,为水稻等作物高产优质分子设计育种提供新的基因资源。

英文摘要

Cellulose is a major component of plant cell wall and represents the most abundant nature resource with a great economic importance. Since cellulose abundance and property is also highly associated with multiple important agronomic traits and physiological processes, cellulose synthesis is under a tight control in plants. The proteomics analyses have revealed that many proteins involved in cellulose biosynthesis are phosphorylated and showed impacts on cellulose amount, indicating that phosphorylation is a common regulatory way in cellulose formation. However, the identified kinases that modulate cellulose synthesis are very limited. CWK1 is a putative receptor-like kinase required for cellulose synthesis as it is coexpressed with CESAs. In this study, we plan to characterize CWK1 functions via multidisciplinary approaches, aiming to: verify the coexpression profile of CWK1 and CESAs at cellular level; characterize the biochemical and biological roles of CWK1; identify phosphorylation targets of CWK1 through interacting protein screening and phosphorylation assays; and analyze the phosphorylation effects on cellulose synthesis. Finally, the regulatory pathways mediated by CWK1, as well as the biological functions, will be identified. This study may further understanding the elaborate regulatory pathways of cellulose synthesis control and genetically engineering of cellulose properties for the improvement of relevant agronomic traits in rice.

评估说明

    国家自然科学基金项目“受体类激酶CWK1调控水稻纤维素合成的机制研究”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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