《植物逆境胁迫响应功能基因克隆及鉴定》

当环境不适宜的情况下,植物通过对逆境(包括非生物逆境如干旱、盐害,及生物逆境如病虫害侵染等)在分子、细胞水平通过调节自身代谢,以度过不良环境。因此,筛选参与植物逆境胁迫响应的关键功能基因并系统探讨其分子机制,为创制耐逆、高产作物新种质提供了具有自主知识产权的功能基因和理论指导。该课题组以植物逆境胁迫调控机制为主要研究内容,通过多年的工作积累,在植物参与的非生物逆境胁迫及生物逆境胁迫响应方面均取得突破和进展,发表多篇高水平SCI论文,为进一步探讨植物逆境胁迫响应的分子机制打下了很好的基础,所有文章均被陆续引用,推动了相关学科研究的发展。

下面将分别介绍所取得的原创性研究成果的主要研究内容、发现点:

1.THI1、NRGA1、WRKY1参与植物干旱胁迫响应:

干旱是影响植物生长发育、作物产量的主要非生物逆境之一。该项目的研究发现:植物中,硫胺素噻唑合成酶THI1、体丙酮酸转运体NRGA1、转录因子WRKY1,通过调控植物叶片气孔保卫细胞的离子电流,控制气孔的开关,以应对外界的干旱胁迫。该项目发现了具有自主知识产权的三个参与植物干旱胁迫的调控基因;在植物中过表达THI1,缺失NRGA1与WRKY1均可以明显增强植物的抗干旱能力。相关研究成果均发表在植物学国际主流期刊上,并被其它植物学主流期刊陆续引用,并评论;得到业内同行的高度认可。

2.IDA6、IDA6-HAE/HSL2参与植物病虫害胁迫响应:

病虫害是影响生长发育、作物产量的主要生物逆境之一。该项目的研究发现:植物中,蛋白质分泌小肽段PIP1、花序脱落缺陷相似蛋白(IDA6)与它的受体相似蛋白(HAE/HSL2)所组成的IDA6-HAE/HSL2蛋白复合体参与植物响应病虫害中的病原菌胁迫。该项目发现了该项目发现了具有自主知识产权的两个参与植物病原菌胁迫的调控基因;在植物中过表达PIP1,缺失IDA6均可以明显增强植物的抗病原菌能力。相关研究成果均发表在植物学、免疫学国际主流期刊上,并被其它综合性、植物学、免疫学主流期刊陆续引用,并评论;得到业内同行的高度认可。

3.CDKG2、TaACO12参与植物盐胁迫响应:

盐害是影响植物生长发育、作物产量的主要非生物逆境之一。该项目的研究发现:植物中,细胞周期依赖性蛋白激酶CDKG2、小麦氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶TaACO1参与植物响应盐胁迫。该项目发现了具有自主知识产权的两个参与盐胁迫的调控基因;在植物中缺失CDKG2、TaACO1均可以明显增强植物的抗盐胁迫的能力。相关研究成果均发表在植物学国际主流期刊上,并被其它植物学主流期刊陆续引用,并评论;得到业内同行的广泛认可。

4.CML25调控植物的花粉萌发与花粉管伸长:

胁迫逃逸是植物应对严重逆境所做出的保护后代繁衍的重要机制,因此,寻找调控植物有性生殖的基因就更为重要。该项目发现:植物中,钙调素类似蛋白CML25参与调控植物的花粉萌发与花粉管伸长。该项目发现了具有自主知识产权的参与参与花粉发育调控的基因;植物中过表达CML25可以增强其花粉活力。相关研究成果发表在植物学主流期刊上,并被其它植物学期刊陆续引用,得到广泛认可。

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