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  • Multi-scale modeling of Arabidopsis thaliana response to different CO2 conditions: From gene expression to metabolic flux
  • Multi-scale investigation from gene transcript level to metabolic activity is important to uncover plant response to environment perturbation. Here we integrated a genome-scale constraint-based metabolic model with transcriptome data to explore Arabidopsis thaliana response to both elevated and low CO2 conditions. The four condition-specific models from low to high CO2 concentrations show differences in active reaction sets, enriched pathways for increased/decreased fluxes, and putative post-transcriptional regulation, which indicates that condition-specific models are necessary to reflect physiological metabolic states. The simulated CO2 fixation flux at different CO2 concentrations is consistent with the measured Assimilation-CO2 intercellularcurve. Interestingly, we found that reactions in primary metabolism are affected most significantly by CO2 perturbation, whereas secondary metabolic reactions are not influenced a lot. The changes predicted in key pathways are consistent with existing knowledge. Another interesting point is that Arabidopsis is required to make stronger adjustment on metabolism to adapt to the more severe low CO2 stress than elevated CO2. The challenges of identifying post-transcriptional regulation could also be addressed by the integrative model. In conclusion, this innovative application of multi-scale modeling in plants demonstrates potential to uncover the mechanisms of metabolic response to different conditions.
  • Single base substitution in for premature senescence OsCDC48 is responsible and death phenotype in rice
  • 早熟的老朽和死亡 128 (psd128 ) 异种从乙醇甲烷被孤立导致 sulfonate 的米饭 IR64 变异的银行。早熟的老朽显型在六叶的阶段出现了,植物在早标题阶段死了。psd128 与内容,根活力,可溶的蛋白质内容和增加的 malonaldehyde 满足的显著地减少的光合的能力,叶绿素和类胡萝卜素展出了损害叶绿体开发。而且,老朽相关的基因的表示显著地在 psd128 被改变。变异的特点被单个后退的原子基因控制。用基于地图的策略,变化 Oryza sativa 房间部门周期(OsCDC48 ) 48 被孤立并且预言了与 809 氨基酸的剩余编码通常认为的 AAA 类型 ATPase。在在 psd128 的位置 C2347T 的单个基础替换导致了早熟的站 codon。功能的互补能救变异的显型。另外, RNA 干扰导致了早熟的老朽和死亡显型。OsCDC48 在根,茎,叶和圆锥花序组成地被表示。Subcellular 分析显示了那 OsCDC48 : YFP 熔化蛋白质两个都位于细胞质和原子核。OsCDC48 高度在植物种类之中在蛋白质层次与超过 90% 身份被保存。我们的结果显示 OsCDC48 的损害功能为早熟的老朽和死亡显型负责。
  • Decreased glutathione reductase2 leads to early leaf senescence in Arabidopsis
  • 谷胱甘肽 reductase (GR ) 催化谷胱甘肽二硫化物(GSSG ) 的减小到减少的谷胱甘肽(GSH ) 并且参予 ascorbate 谷胱甘肽周期,它清除 H 2 O 2 。这里,我们报导 chloroplastic/mitochondrial GR2 是叶老朽的一个重要管理者。同型结合的 gr2 大美人异种的种子开发在球状的阶段被堵住。因此,在叶老朽调查 GR2 的功能,我们用 RNAi 与减少的 GR2 产生了转基因的 Arabidopsis 植物。早显示的 GR2 RNAi 植物年龄依赖者的发作并且导致黑暗并且 H 2 O 2-induced 叶老朽,它被老朽相关的标记基因 SAG12 和 SAG13 的正式就职伴随。而且, transcriptome 分析表明与叶老朽,氧化压力,和植物激素小径有关的基因在在 RNAi 植物的老朽前直接是 upregulated。另外, H 2 O 2 比在野类型的植物和 H 2 O 2 在叶老朽的早发作前直接在 RNAi 植物达到顶点。RNAi 植物在叶开发期间比野类型的植物在 GSH/GSSG 层次显示出更大的减少。我们的结果建议 GR2 由 modulating H 2 O 2 并且谷胱甘肽在 Arabidopsis 发信号。
  • Gene expression and physiological responses to salinity and water stress of contrasting durum wheat genotypes
  • 阐明在基因表示和生理的机制遗体之间的关系在为抵抗繁殖到咸度和干旱的一个瓶颈。这研究在咸度和灌溉的不同联合下面与硬质小麦的生理的性能联系了关键目标基因的表达式。候选人基因 assayed 包括了二为 DREB 编码(脱水应答的元素绑定) 抄写因素 TaDREB1A 和 TaDREB2B,二为 cytosolic 和 plastidic 夫酸安合成酶(TaGS1 和 TaGS2 ) ,和为特定的 Na +/H+ vacuolar antiporter (TaNHX1 ) 的合成酶。这些基因的表示与生长和氮新陈代谢(氮内容,稳定的氮同位素作文,和夫酸安合成酶和硝酸盐 reductase 活动) 的不同特点指示物有关,光合的碳新陈代谢(稳定的碳同位素作文和不同煤气的交换特点) 和离子累积。在遗传型和成长条件之间的重要相互作用为大多数基因的生长,氮内容,和表示发生了。措辞笼统地, TaGS1 的更高的表示, TaGS2, TaDREB2B,并且在生长,氮,和碳与更好的 genotypic 表演被联系到 TaNHX1 的更小的程度在咸度下面的光合的新陈代谢和水应力。然而, TaDREB1A 与控制条件相比在应力下面在表示被增加,与展出比易受影响的更低的表示的容忍的遗传型。
  • Arabidopsis C3HC4-RING finger E3 ubiquitin ligase At AIRP4 positively regulates stress-responsive abscisic acid signaling
  • 经由 ubiquitin 系统的蛋白质的降级是在在植物表明小径的许多压力的重要的步。E3 ligases 认出 ligand 蛋白质并且支配蛋白质降级的高特性,并且这样,在 ubiquitination 起一个枢轴的作用。这里,我们识别了基因,把 Arabidopsis thaliana abscisic 酸(骆驼毛的织物) 称为感觉迟钝的戒指蛋白质 4 (AtAIRP4 ) ,它被骆驼毛的织物和其它压力处理导致。AtAIRP4 与一个 C3HC4 戒指手指领域把细胞的蛋白质编码为它的 C 终端方面,它在 vitro E3 ligase 活动有。AtAIRP4 的损失在根延伸和有气孔的闭合的敏感导致减少到骆驼毛的织物,而在 T-DNA 插入异种 atairp4 的这基因的 overexpression 有效地恢复了联系骆驼毛的织物的显型。AtAIRP4 overexpression 植物在种子萌芽期间对盐和渗透的压力过分敏感,并且显示出干旱回避与相比野类型并且 atairp4 异种植物。另外,在 AtAIRP4 overexpression 植物的导致骆驼毛的织物、导致干旱的标记基因的表示层次比那些在显著地高野类型并且 atairp4 异种植物。因此,这些结果显示 AtAIRP4 可以在 Arabidopsis 充当调停骆驼毛的织物的干旱回避的一个积极管理者和盐忍耐的一个否定管理者。
  • Identification and fine mapping of quantitative trait loci for the number of vascular bundle in maize stem
  • 调查了来源和水池的基因基础的研究联系了特点广泛地被进行了。然而,连接采购并且下沉的脉管的系统收到了少得多注意。当玉米从它的野祖先被驯养时, teosinte,外部形态学戏剧性地变化了;然而,更少以内部解剖变化著名。在这研究,使用大 maize-teosinte 试验性的人口,我们执行了为脉管的捆的数字印射在的一个高分辨率的量的特点地点(QTL ) 最高玉米茎的 internode。结果证明那个脉管的捆数字被很多小效果的 QTL,联合说明 52.2% phenotypic 变化的 16 QTL 的一个总数在被检测统治,没有解释超过 6% 变化的单个 QTL。与为典型驯服特点的 QTL 不同,为脉管的捆数字力量的 QTL 不在方向性的选择追随者驯服下面。用从异构的生来的家庭(HIF ) 开发的近的 Isogenic 线(无) ,我们进一步在染色体 9 上验证了一 QTL qVb9-2 的效果,罚款印射 QTL 到 1.8-Mb 物理区域。这研究在为 qVb9-2 克隆的玉米茎和集合基础为脉管的捆数字的基因建筑学提供重要卓见。
  • A pair of light signaling factors FHY3 and FAR1 regulates plant immunity by modulating chlorophyll biosynthesis
  • 光和叶绿体功能被知道影响植物免疫者反应;然而,内在的机制留下逃犯。我们以前证明二点亮发信号的因素, FAR-RED 伸长了胚轴 3 (FHY3 ) 并且 FAR-RED 损害了反应 1 (FAR1 ) ,经由在 Arabidopsis thaliana 控制 HEMB1 表示调整叶绿素生合成和幼苗生长。在这研究,我们表明 FHY3 和 FAR1 涉及 modulating 植物免疫。我们证明 fhy3 far1 加倍反应的氧种类和水杨酸酸(SA ) 的空变异的显示的高水平并且增加了抵抗到 Pseudomonas syringae 病原体感染。Microarray 分析揭示了那病原体相关的基因的一个大比例,特别地基因编码核苷酸绑定和充满白氨酸的重复领域抵抗蛋白质,高度在 fhy3 far1 被导致。基因研究显示 fhy3 far1 的缺点能被减少 SA 表明或堵住 SA 累积,并且由 HEMB1 的 overexpression 大部分救,它把 5-aminolevulinic 酸 dehydratase 编码为叶绿素 biosynthetic 小径。而且,我们发现有 HEMB1 的减少的表示的转基因的植物展出类似于 fhy3 far1 的显型。一起拿,这研究在调整植物免疫表明 FHY3 和 FAR1 的一个重要角色,通过集成发信号的叶绿素生合成和 SA 小径。
  • [Functional Omicsand Systems Biology]
    Multi-scale modeling of Arabidopsis thaliana response to different CO2 conditions: From gene expression to metabolic flux(Lin Liu;Fangzhou Shen;Changpeng Xin[2,3];Zhuo Wang[1,2])
    Single base substitution in for premature senescence OsCDC48 is responsible and death phenotype in rice(Qi-Na Huang;Yong-Feng Shi;Xiao-Bo Zhang;Li-Xin Song[1,2];Bao-Hua Feng;Hui-Mei Wang;Xia Xu;Xiao-Hong Li;Dan Guo;Jian-Li Wu)
    [Molecular Physiology]
    Decreased glutathione reductase2 leads to early leaf senescence in Arabidopsis(Shunhua Ding;Liang Wang[1,2];Zhipan Yang;Qingtao Lu;Xiaogang Wen;Congming Lu)
    Gene expression and physiological responses to salinity and water stress of contrasting durum wheat genotypes(Salima Yousfi;Antonio J. Marquez;Marco Betti;Jose Luis Araus;Maria Dolores Serret)
    Arabidopsis C3HC4-RING finger E3 ubiquitin ligase At AIRP4 positively regulates stress-responsive abscisic acid signaling(Liang Yang[1,2];Qiaohong Liu;Zhibin Liu;Hao Yang;Jianmei Wang;Xufeng Li;Yi Yang)
    [Plant-environmental Interactions]
    Identification and fine mapping of quantitative trait loci for the number of vascular bundle in maize stem(Cheng Huang;Qiuyue Chen;Guanghui Xu;Dingyi Xu;Jinge Tian;Feng Tian)
    A pair of light signaling factors FHY3 and FAR1 regulates plant immunity by modulating chlorophyll biosynthesis(Wanqing Wang;Weijiang Tang;Tingting Ma;De Niu;Jing Bo Jin;Haiyang Wang;Rongcheng Lin[1,4])
    《植物学报:英文版》封面
      2009年
    • 12

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