蛋白激酶调控拟南芥响应低温胁迫的分子机理

项目名称： 蛋白激酶调控拟南芥响应低温胁迫的分子机理

项目编号： No.31330006

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 生物科学

项目作者： 杨淑华

作者单位： 中国农业大学

项目金额： 320万元

中文摘要： 低温逆境是限制植物生长、作物产量和植被分布的重要环境因子。因此，研究植物如何响应低温具有重要的理论和实际意义。目前围绕 DREB1/CBF 转录因子开展的低温信号的研究有一定的进展，但是植物如何感受温度信号和 CBF 转录因子上游有哪些蛋白激酶参与调控并不清楚。我们前期筛选获得一个参与调控低温胁迫并依赖于 CBF 信号途径的蛋白激酶 PRK10。在本研究中，我们将采用遗传学、生物化学、分子生物学等手段，分析 PRK10 在植物应答低温信号中的作用，深入探讨 PRK10 调控其互作蛋白 ICE1 和 HOS1 的分子机制和它们相互作用的生物学意义；分离鉴定与 PRK10 相互作用的参与低温信号的其它重要蛋白，并解析这些新组分在低温信号途径中的作用机理。这些研究将有助于全面阐明植物应答低温信号的分子机制，为通过基因工程和分子设计育种方法提高植物的抗冷性提供理论依据和基因资源。

中文关键词： 拟南芥;低温胁迫;蛋白激酶;CBF信号途径;ICE1转录因子

英文摘要： Low temperature is a major environmental factor that limits plant growth, productivity and geographical distribution. Some progress has been made on cold signaling about the C-repeat Binding Factor/DRE Binding Factor 1 (CBF/DREB1) transcriptional regulatory cascade; however, how plants percept low temperature and which protein kinases act upstream of CBF genes to modulate cold signaling remain largely unknown. We previously identified a protein kinase, named PRK10, which mediated plant response to cold stress dependently on CBF pathway. In this study, the exact role that PRK10 plays in regulating cold stress will be investigated using genetic, biochemical, and molecular approaches. Furthermore, the biological significance of the interaction of PRK10 with HOS1 and ICE1 will be dissected. In addition, we will identify other novel interacting proteins of PRK10, and explore the molecular mechanism by which these components function in cold stress. This study will provide a better mechanistic understanding of plant responses to environmental stress, and gene resource for molecular plant breeding and crop improvement.

英文关键词： Arabidopsis;cold stress;protein kinase;CBF signaling pathway;transcription factor ICE1