2023年度深圳市科学技术奖提名表

2023年度深圳市科学技术奖提名表（自然科学奖）项目名称植物细胞对环境胁迫信号感受与响应过程的新机制研究提名单位深圳大学项目简介社会经济快速发展导致全球生态环境急剧变化，植物必须借助特有信号通路调整代谢以适应环境。生物是如何感知环境胁迫信号并快速做出响应？这是生命科学领域的前沿与焦点问题。本团队在植物细胞对胁迫环境的感知、响应与转运机制三个层面，均取得了从“0”到“1”的突破性的研究成果。主要科学发现包括：（1）发现新的盐感受机制：首次发现科学界寻找30多年的植物盐感受器—糖基肌醇磷酰神经酰胺（GIPC），并揭示了GIPC作用机制：植物细胞MOCA1作为葡萄糖醛酸转移酶，能够促进质膜GIPC的形成，当外界Na+与质膜GIPC结合可以打开细胞膜Ca2+内流通道，上调Na+/H+反向转运蛋白功能，从而将细胞内多余Na+排出细胞。本团队也发现质膜磷脂参与植物水分胁迫的感受。（2）发现新的重金属响应机制：首次发现一种植物特有的响应重金属胁迫的顺式调控元件PvSR2-PII、转录因子PvMTF-1和PvERF15，发现一种新颖的转录调控机制—内含子中启动子反式激活基因本身表达的模式，本团队在植物热激胁迫响应研究中也发现相同的转录调控机制。（3）发现新的金属转运调控机制：首次发现植物细胞质膜TuCNR10蛋白具有重金属及微量元素选择性转运调控功能，能降低农作物籽粒中重金属Cd的累积而增加微量元素Zn/Mn含量。本团队发现三种植物细胞膜转运蛋白OsHMA2、OsLCT1andOsZIP3协同作用也能调控重金属及微量元素的选择性转运。本研究发现植物盐感受器GIPC及其作用机制，解码了植物感应盐胁迫的机理。该成果的代表性论文发表在Nature正刊，论文被封面推荐，德国著名科学家JörgKudla同期刊发News&Views对该突破性成果进行详细评述。该论文被列为ESI高被引文章，被英国剑桥大学AlexWebb等推荐至FacultyOpinions收录（标记NewFinding）。本研究成果引起国家科技部领导高度关注，王志刚部长针对该成果进展及后续研究给予专门批示。本研究发现PvSR2-PII和PvMTF-1是国际上第一次被发现的植物特有响应重金属胁迫信号的调控元件与转录因子，植物学会理事长种康院士在2009年《植物学报》主编评述中，将PvSR2-PII列为当年植物科学重要进展。本研究发现TuCNR10蛋白是第一个被发现的具有重金属及微量元素选择性转运调控功能蛋白，为农作物微量元素强化和降低重金属累积提供新的途径。主要完成人情况表【1】胡章立：职称：教授；工作单位：深圳大学；完成单位：深圳大学；主要贡献：对本成果科学发现1和3有重要贡献，参与植物盐感受器GIPC及作用机制、植物质膜TuCNR10转运调控重金属及微量元素等研究，是代表性论文1、2、3、8的共同通讯作者。【2】蒋中浩职称：教授；工作单位：深圳大学；完成单位：深圳大学；主要贡献：对本成果科学发现1有主要贡献，负责moca1突变株与盐感受器GIPC及其作用机制等研究，是代表性论文1的第一作者。【3】柴团耀职称：教授；工作单位：中国科学院大学；完成单位：中国科学院大学；主要贡献：对本成果科学发现2和3有重要贡献，负责植物PvSR2Promoter响应及TuCNR10转运调控重金属等研究，是代表性论文2、3、4、7的通讯作者。【4】祁晓廷职称：教授；工作单位：首都师范大学；完成单位：首都师范大学、中国科学院大学；主要贡献：对本成果科学发现2有主要贡献，负责新型植物响应重金属胁迫信号的顺式调控元件PvSR2和植物特有的MRE结合转录因子PvMTF-1的研究工作，是代表性论文7的第一作者，和代表性论文5、6的通讯作者。【5】乔坤职称：副教授；工作单位：东北农业大学；完成单位：深圳大学；主要贡献：对本成果科学发现3有主要贡献，负责植物质膜TuCNR10蛋白对重金属及微量元素转运调控、植物细胞响应重金属胁迫的组织特异性等研究，是代表性论文2、3的第一作者。主要完成单位1.深圳大学；2.中国科学院大学；3.首都师范大学代表性论文（专著）目录序号论文（专著）名称刊名所有作者（*通讯作者）1Plantcell-surfaceGIPCsphingolipidssensesalttotriggerCa2+influx；NatureZhonghaoJiang,XiaopingZhou,MingTao,FangYuan,LuluLiu,FeihuaWu,XiaomeiWu,YunXiang,YueNiu,FengLiu,ChijunLi,RuiYe,BenjaminByeon,YanXue,HongyanZhao,Hsin-NengWang,BridgetM.Crawford,DouglasM.Johnson,ChanxingHu,ChristopherPei,WenmingZhou,GaryB.Swift,HanZhang,TuanVo-Dinh,ZhangliHu*,JamesN.Siedow&Zhen-MingPei*2WheatCellNumberRegulatorCNR10EnhancestheTolerance,Translocation,andAccumulationofHeavyMetalsinPlantsEnvironmentalScience&TechnologyKunQiao,YanbaoTian,ZhangliHu*,andTuanyaoChai*.3Effectsofcadmiumtoxicityondiploidwheat(Triticumurartu)andthemolecularmechanismofthecadmiumresponseJournalofHazardousMaterialsKunQiao，ShuangLiang,FanhongWang,HongWang,ZhangliHu*,TuanyaoChai*4Co-expressionofmultipleheavymetaltransporterschangesthetranslocation,accumulation,andpotentialoxidativestressofCdandZninrice(Oryzasativa)JournalofHazardousMaterialsSiqiTian,ShuangLiang,KunQiao,FanhongWang,YuxiuZhang,TuanyaoChai*5TranscriptionFactorsPvERF15andPvMTF-1FormaCadmiumStressTranscriptionalPathwayPlantPhysiologyTingtingLin,WanningYang,WenLu,YingWang,XiaotingQi*6Beanmetal-responsiveelement-bindingtranscriptionfactorconferscadmiumresistanceintobaccoPlantPhysiologySunN,LiuM,ZhangW,YangW,BeiX,MaH,QiaoF,and

QiX*7Characterizationofanovelplantpromoterspecificallyinducedbyheavymetalandidentificatio