項(xiàng)目名稱(chēng)： 植物細(xì)胞內(nèi)/外鈣調(diào)素的功能及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理

推薦單位： 河北省

項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 本項(xiàng)目屬植物細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究領(lǐng)域。動(dòng)物中普遍存在多肽與蛋白類(lèi)激素。但在植物中，傳統(tǒng)上認(rèn)為不存在多肽及蛋白質(zhì)類(lèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。而且鈣調(diào)素（Calmodulin, CaM）一直被公認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)Ca2+信使的傳感蛋白。本項(xiàng)目從80年代開(kāi)始研究細(xì)胞外鈣調(diào)素的存在、功能與跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理，提出了"胞外鈣調(diào)素是植物生長(zhǎng)發(fā)育中重要的廣譜性多肽/蛋白調(diào)節(jié)信號(hào)分子"的新學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，這不僅是重要信號(hào)分子CaM研究方面，而且是植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)研究方面的重要?jiǎng)?chuàng)新與突破�？缒ば盘�(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理研究對(duì)開(kāi)拓花粉異三聚體G蛋白與肌醇磷脂途研究有重要意義。這些工作被評(píng)價(jià)為"河北師范大學(xué)孫大業(yè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了中國(guó)國(guó)內(nèi)工作的首篇The Plant Cell論文"（鄧興旺,2006）"建立了非常有益的引導(dǎo)類(lèi)似試驗(yàn)的擬南芥花粉管體系，為G蛋白研究提供了很好的模式（Assmann,2002) "。 "…勢(shì)將為植物細(xì)胞生物學(xué)作出卓越貢獻(xiàn)，…并可能開(kāi)拓一個(gè)新研究領(lǐng)域" （Plant Sci編委,1994）。在國(guó)際上產(chǎn)生較大影響。

在細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)素研究方面，首次提出了一條較完整的熱激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)鈣-鈣調(diào)素途徑，是一項(xiàng)原創(chuàng)性研究成果。它不僅對(duì)了解CaM的功能及熱激反應(yīng)的調(diào)節(jié)具有重要意義，而且對(duì)證實(shí)植物中存在肌醇磷脂信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的研究也十分重要。相關(guān)工作被評(píng)價(jià)為"首次提出了Ca2+和CaM涉及植物細(xì)胞的熱激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)這一非常重要的觀點(diǎn)。…對(duì)那些正試圖提高植物的抗逆性的研究者以及那些正在通過(guò)傳統(tǒng)育種或生物技術(shù)方法培育高產(chǎn)糧食作物的科學(xué)家來(lái)說(shuō)具有重要科學(xué)價(jià)值"(Miernyk,2003)，而且是"CaM涉及熱激反應(yīng)的最重要的例子。"（Bouché,2005）

本項(xiàng)目發(fā)表論文111篇，其中37篇被SCI收錄，65篇共計(jì)被SCI他引238次。78篇中文論著被CSCD 他引464次。出版了我國(guó)首部"細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)"一書(shū)，被他引172次。至今已出三版重印六次，印刷上萬(wàn)冊(cè)。對(duì)推動(dòng)和引領(lǐng)國(guó)內(nèi)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)學(xué)科發(fā)展產(chǎn)生重要影響。部分成果曾四次獲省部級(jí)1,2等獎(jiǎng)。主持人曾獲何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)： 1、核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)

1) 在細(xì)胞外鈣調(diào)素研究方面，首先發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外廣泛存在鈣調(diào)素并具有廣譜功能,從而提出"胞外鈣調(diào)素可能是植物中有重要意義的多肽或蛋白類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)節(jié)物質(zhì)"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。這不僅是重要信號(hào)分子CaM研究方面，而且是植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)研究的重要?jiǎng)?chuàng)新和突破。盡管細(xì)胞外蛋白與基因研究方法上有其特殊性及難度，但相關(guān)研究仍已達(dá)到分子遺傳學(xué)及蛋白質(zhì)研究層次。（論文1,3,6,7,10,13,14,17,18,23）（植物生理學(xué)）

2) 在細(xì)胞外鈣調(diào)素研究方面，采取生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)及分子遺傳學(xué)方法，深入地研究了其跨膜機(jī)理,證明G蛋白、PI-PLC/IP3系統(tǒng)、Ca2+可通透性離子通道及細(xì)胞表面結(jié)合位點(diǎn)等可能參與其中。這不僅支持細(xì)胞外鈣調(diào)素是多肽或蛋白調(diào)節(jié)物質(zhì)的觀點(diǎn)，而且也促進(jìn)了植物G蛋白、PI-PLC/IP3系統(tǒng)等領(lǐng)域的研究。（論文4,12,17,18,24）（植物生物化學(xué)）

3) 在細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)素研究方面，提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素?zé)峒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。這是目前采取分子遺傳學(xué)方法證實(shí)并提出的第一個(gè)較完整系統(tǒng)的熱激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。對(duì)理解植物對(duì)高溫的反應(yīng)機(jī)制和植物抗逆性育種有重要意義。此外，這項(xiàng)工作也進(jìn)一步證實(shí)了植物中存在PLC/IP3途徑。（論文2,5,8,9,11,19）（植物細(xì)胞學(xué) ）

2、其他重要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)

提出"生物中存在細(xì)胞內(nèi)/外雙功能（兼性）信使,這是一種具有普遍意義和規(guī)律性的生物學(xué)現(xiàn)象"的創(chuàng)新學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，它是細(xì)胞內(nèi)外、群體細(xì)胞間信息交流多樣性的表現(xiàn)，而且具有重要發(fā)育生物學(xué)意義。( 論文18）

主要完成人： 孫大業(yè)

項(xiàng)目主持人，在各主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)中均作出主要貢獻(xiàn)：

1)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1中提出" 胞外鈣調(diào)素可能是植物中有重要意義的多肽或蛋白類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)節(jié)物質(zhì)"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。（論文1,3,6,7,10,13,14,17,18,23）

2)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2中提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素?zé)峒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。（論文2,5,8,9,11）

3)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)3中深入地研究其跨膜機(jī)理,證明G蛋白、PI-PLC/IP3系統(tǒng)、Ca2+可通透離子通道 及細(xì)胞表面結(jié)合位點(diǎn)等可能參與其中。（論文1,3,4,12,17,18,24)

4)重要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)中提出"生物細(xì)胞中存在細(xì)胞內(nèi)/外雙功能（兼性）功能信使，是一種具有普遍意義和規(guī)律性的生物學(xué)現(xiàn)象"的創(chuàng)新學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。（論文18)

在本項(xiàng)目投入工作量占本人總工作量的80％。

周人綱

在本項(xiàng)目的核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2中提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素?zé)峒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。這是目前首次提出的較完整系統(tǒng)的熱激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。對(duì)理解植物對(duì)高溫的反應(yīng)機(jī)制和植物抗逆性育種有重要意義，而且這項(xiàng)工作也證實(shí)植物中存在PLC/IP3途徑。（論文2,5,8,9,11,19）

在本項(xiàng)目投入工作量占本人總工作量的70％。

馬力耕

1) 核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1中參與提出" 胞外鈣調(diào)素可能是植物中有重要意義的多肽或蛋白類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)節(jié)物質(zhì)"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。（論文1,3, 6,14,17）

2) 核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)3中深入地研究其跨膜機(jī)理，證明G蛋白可能參與其中。（論文1,3,4,17)

在本項(xiàng)目投入工作量占本人總工作量的70％。

崔素娟

1) 核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1中參與提出" 胞外鈣調(diào)素可能是植物中有重要意義的多肽或蛋白類(lèi)生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)節(jié)物質(zhì)"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。（論文1, 14）

2) 核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)3中深入地研究其跨膜機(jī)理，證明G蛋白及細(xì)胞表面結(jié)合位點(diǎn)等可能參與其中。（論文1, 4）

在本項(xiàng)目投入工作量占本人總工作量的70％。

李冰

在本項(xiàng)目的核心發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2中參與提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素?zé)峒ば盘?hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑"的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。這是目前首次提出的較完整系統(tǒng)的熱激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。（論文2,9,11,19）

在本項(xiàng)目投入工作量占本人總工作量的70％。