1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
研究意义:随着全球环境的恶化,全球气候变暖,海平面不断上升等自然因素以及工业生产发展,环境污染加剧,淡水资源匮乏,海水入侵,农田灌溉方法不当等人为因素使自然条件下的作物面临生长困境。而干旱高盐、高温、低温、土地盐碱化等逆境条件严重影响植物农作物的生长和发育,并成为农作物产量和质量显著下降的重要原因。因此,如何提高农作物抗逆性是农业生产中迫切的需要解决的重大问题。
植物脂信号参与盐害、高温和冻害等各种非生物胁迫。磷脂酶d代谢产生的pm(磷脂酸)是植物体内重要的信号分子。本研究以拟南芥为实验材料,研究磷脂酶d在植物抗热害中的分子细胞机制,揭示其与细胞骨架的作用关系,并研究其下游的可能靶蛋白,最终揭示一条基于脂信号的植物耐高温信号新通路。
研究概况:磷脂介导的细胞骨架组织对多重压力的植物形成一个重要的机制。然而,其中潜在的分子机制仍知之甚少。植物细胞骨架(包括微管和肌动蛋白丝)作为一个动态细胞成分,并参与细胞生长、形态发生和响应生物、非生物胁迫。[1] 植物皮质微管,在质膜内表面附近通过接头蛋白进行动态重组,感受外部刺激,如干旱、盐碱和高温,或同质膜上的蛋白质或脂质合作来直接转到信号到内部调制器。[2] 质膜上的na /h 逆向转运蛋白,sos1 ,盐胁迫下细胞外的na 泵,和sos1敲除基因都抑制微管破坏和螺旋表型增长。[3]进一步的研究表明,spr1,通过26s蛋白酶体降解, 来调节盐胁迫诱导的微管组织和植物需要的的耐盐性。[4] 拟南芥微管相关蛋白65-1 (map65-1), 由磷脂酸严格监管,固定在盐胁迫中皮质微管。[5]在这里,我们可以证明是拟南芥等离子通过膜定位使磷脂酶d,pld(人磷脂酶d)直接结合到不稳定的微管上。而通过总结前人研究的经验我们总结出:在拟南芥热耐受活动依赖性中,是等离子膜结合pld去稳定微管,而不是响应热休克中的亚细胞定位。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
1)明确磷脂酶d在植物中对于调控植物耐高温的分子机制;
2研发初步揭示一条新的植物耐高温的信号途径,为提高农作物的产量提供遗传证据。
3. 研究的方法与方案
研究方法:
1)材料:gfp-pldδ材料由matsx. andersson(哥本哈根大学)提供,然后进行挑选
2)材料培养:按照实验需求严格挑选培养
4. 研究创新点
1)拟南芥种子经过严格的培养挑选,转基因处理,荧光标记
2)gst-pldδ与微管共沉积或解聚,然后进行凝胶扫面
3)用黄草消处理培养拟南芥
5. 研究计划与进展
该项目计划周期为九个月,主要分三个阶段完成,具体计划如下:
第一阶段:2014年8月2014年12月,主要熟悉实验室环境,为实验做好准备工作,着手培养拟南芥幼苗,熟悉实验操作思路及具体过程,熟练ms的配制和使用,电泳、pcr等实验技术,为以后的实验过程打好基础;
第二阶段:2015年1月2015年4月中旬,这段时间为实验的重要阶段,在这段时间里所应完成任务是:熟悉拟南芥每个处理的植株,并依次进行处理,针对磷脂酶d和微管进行一系列实验,得出实验结果;
