乙烯信号途径相关蛋白对植物根生长和胁迫反应的调控机制研究

项目名称： 乙烯信号途径相关蛋白对植物根生长和胁迫反应的调控机制研究

项目编号： No.91317306

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 微生物学、植物学

项目作者： 张劲松

作者单位： 中国科学院遗传与发育生物学研究所

项目金额： 200万元

中文摘要： 植物乙烯信号转导调控生长发育和非生物胁迫反应，但相应机制研究较少。我们前期研究发现II类乙烯受体NTHK1促进幼苗生长且调控盐胁迫敏感反应,而乙烯合成可提高植物耐盐性。乙烯信号转导的下游组分EIN2和EIN3/EIL1以及乙烯诱导的NEK6激酶也参与调控耐盐性。进一步鉴定了与NTHK1互作的蛋白NEIP1和NEIP2，与拟南芥II类受体ETR2互作的蛋白ERIPs。NEIP2蛋白积累受到盐和乙烯诱导。NTHK1在体外可磷酸化NEIP2，在植物体内NEIP2在乙烯和盐处理后一部分也呈现磷酸化状态。转基因分析表明NEIP2促进根和幼苗生长、减弱乙烯反应并提高植物耐逆性。NEIP1可能通过促进细胞分裂促进根和幼苗生长。通过对水稻乙烯反应突变体的分析发现MHZ1激酶特异调控根的乙烯反应。对上述乙烯信号途径相关组分的深入研究将揭示其在调控根生长和胁迫反应中的作用，为改善植物耐逆性提供基因资源和依据。

中文关键词： 受体互作蛋白；反馈调控；水稻乙烯突变体；转录因子；盐胁迫反应

英文摘要： Ethylene signaling regulates multiple processes and abiotic stress responses. Previously, we find that ethyene is beneficial for salt tolerance. The downstream components EIN2, EIN3/EIL1 and ethylene-induced NEK6 kinase are also required for salt tolerance. We further identify the proteins interacted with family II ethylene receptors, including NEIP1, NEIP2 and ERIPs. Ethylene and salt stress treatment induce NEIP2 accumulation and its phosphorylation in planta. NEIP2 promotes root and seedling growth, reduces ethylene response and improve stress tolerance through transgenic analysis. NEIP1 may promotes root and seedling growth through activation of cell division. Through ethylene-response mutant analysis, We further find rice MHZ1 kinase specifically regulates root ethylene response. Further studies on these proteins should reveal their roles in root and seedling growth under abiotic stress.

英文关键词： receptor interacting protein；feedback control；rice ethylene-response mutants；transcription factors；salt stress response