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項目名稱： 植物細胞內(nèi)/外鈣調(diào)素的功能及其信號轉導機理
推薦單位： 河北省
項目簡介： 本項目屬植物細胞信號轉導研究領域。動物中普遍存在多肽與蛋白類激素。但在植物中，傳統(tǒng)上認為不存在多肽及蛋白質類生長調(diào)節(jié)物質。而且鈣調(diào)素（Calmodulin, CaM）一直被公認為是細胞內(nèi)Ca2+信使的傳感蛋白。本項目從80年代開始研究細胞外鈣調(diào)素的存在、功能與跨膜信號轉導機理，提出了"胞外鈣調(diào)素是植物生長發(fā)育中重要的廣譜性多肽/蛋白調(diào)節(jié)信號分子"的新學術觀點，這不僅是重要信號分子CaM研究方面，而且是植物生長調(diào)節(jié)物質研究方面的重要創(chuàng)新與突破�？缒ば盘栟D導機理研究對開拓花粉異三聚體G蛋白與肌醇磷脂途研究有重要意義。這些工作被評價為"河北師范大學孫大業(yè)實驗室發(fā)表了中國國內(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類似試驗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) "。 "…勢將為植物細胞生物學作出卓越貢獻，…并可能開拓一個新研究領域" （Plant Sci編委,1994）。在國際上產(chǎn)生較大影響。
在細胞內(nèi)鈣調(diào)素研究方面，首次提出了一條較完整的熱激信號轉導鈣-鈣調(diào)素途徑，是一項原創(chuàng)性研究成果。它不僅對了解CaM的功能及熱激反應的調(diào)節(jié)具有重要意義，而且對證實植物中存在肌醇磷脂信號轉導途徑的研究也十分重要。相關工作被評價為"首次提出了Ca2+和CaM涉及植物細胞的熱激信號轉導這一非常重要的觀點�！瓕δ切┱噲D提高植物的抗逆性的研究者以及那些正在通過傳統(tǒng)育種或生物技術方法培育高產(chǎn)糧食作物的科學家來說具有重要科學價值"(Miernyk,2003)，而且是"CaM涉及熱激反應的最重要的例子。"（Bouché,2005）
本項目發(fā)表論文111篇，其中37篇被SCI收錄，65篇共計被SCI他引238次。78篇中文論著被CSCD 他引464次。出版了我國首部"細胞信號轉導"一書，被他引172次。至今已出三版重印六次，印刷上萬冊。對推動和引領國內(nèi)細胞信號轉導學科發(fā)展產(chǎn)生重要影響。部分成果曾四次獲省部級1,2等獎。主持人曾獲何梁何利科技進步獎。
主要發(fā)現(xiàn)點： 1、核心發(fā)現(xiàn)點
1) 在細胞外鈣調(diào)素研究方面，首先發(fā)現(xiàn)細胞外廣泛存在鈣調(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生長發(fā)育調(diào)節(jié)物質"的原創(chuàng)性學術觀點。這不僅是重要信號分子CaM研究方面，而且是植物生長調(diào)節(jié)物質研究的重要創(chuàng)新和突破。盡管細胞外蛋白與基因研究方法上有其特殊性及難度，但相關研究仍已達到分子遺傳學及蛋白質研究層次。（論文1,3,6,7,10,13,14,17,18,23）（植物生理學）
2) 在細胞外鈣調(diào)素研究方面，采取生物化學、生物物理學、細胞生物學及分子遺傳學方法，深入地研究了其跨膜機理,證明G蛋白、PI-PLC/IP3系統(tǒng)、Ca2+可通透性離子通道及細胞表面結合位點等可能參與其中。這不僅支持細胞外鈣調(diào)素是多肽或蛋白調(diào)節(jié)物質的觀點，而且也促進了植物G蛋白、PI-PLC/IP3系統(tǒng)等領域的研究。（論文4,12,17,18,24）（植物生物化學）
3) 在細胞內(nèi)鈣調(diào)素研究方面，提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素熱激信號轉導途徑"的原創(chuàng)性學術觀點。這是目前采取分子遺傳學方法證實并提出的第一個較完整系統(tǒng)的熱激信號轉導途徑。對理解植物對高溫的反應機制和植物抗逆性育種有重要意義。此外，這項工作也進一步證實了植物中存在PLC/IP3途徑。（論文2,5,8,9,11,19）（植物細胞學 ）
2、其他重要發(fā)現(xiàn)點
提出"生物中存在細胞內(nèi)/外雙功能（兼性）信使,這是一種具有普遍意義和規(guī)律性的生物學現(xiàn)象"的創(chuàng)新學術觀點，它是細胞內(nèi)外、群體細胞間信息交流多樣性的表現(xiàn)，而且具有重要發(fā)育生物學意義。( 論文18）
主要完成人： 孫大業(yè)
項目主持人，在各主要發(fā)現(xiàn)點中均作出主要貢獻：
1)發(fā)現(xiàn)點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生長發(fā)育調(diào)節(jié)物質"的原創(chuàng)性學術觀點。（論文1,3,6,7,10,13,14,17,18,23）
2)發(fā)現(xiàn)點2中提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素熱激信號轉導途徑"的原創(chuàng)性學術觀點。（論文2,5,8,9,11）
3)發(fā)現(xiàn)點3中深入地研究其跨膜機理,證明G蛋白、PI-PLC/IP3系統(tǒng)、Ca2+可通透離子通道 及細胞表面結合位點等可能參與其中。（論文1,3,4,12,17,18,24)
4)重要發(fā)現(xiàn)點中提出"生物細胞中存在細胞內(nèi)/外雙功能（兼性）功能信使，是一種具有普遍意義和規(guī)律性的生物學現(xiàn)象"的創(chuàng)新學術觀點。（論文18)
在本項目投入工作量占本人總工作量的80％。
周人綱
在本項目的核心發(fā)現(xiàn)點2中提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素熱激信號轉導途徑"的原創(chuàng)性學術觀點。這是目前首次提出的較完整系統(tǒng)的熱激信號轉導途徑。對理解植物對高溫的反應機制和植物抗逆性育種有重要意義，而且這項工作也證實植物中存在PLC/IP3途徑。（論文2,5,8,9,11,19）
在本項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生長發(fā)育調(diào)節(jié)物質"的原創(chuàng)性學術觀點。（論文1,3, 6,14,17）
2) 核心發(fā)現(xiàn)點3中深入地研究其跨膜機理，證明G蛋白可能參與其中。（論文1,3,4,17)
在本項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生長發(fā)育調(diào)節(jié)物質"的原創(chuàng)性學術觀點。（論文1, 14）
2) 核心發(fā)現(xiàn)點3中深入地研究其跨膜機理，證明G蛋白及細胞表面結合位點等可能參與其中。（論文1, 4）
在本項目投入工作量占本人總工作量的70％。
李冰
在本項目的核心發(fā)現(xiàn)點2中參與提出"植物中存在一條新的鈣-鈣調(diào)素熱激信號轉導途徑"的原創(chuàng)性學術觀點。這是目前首次提出的較完整系統(tǒng)的熱激信號轉導途徑。（論文2,9,11,19）
在本項目投入工作量占本人總工作量的70％。
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