陆地棉GhSBP3基因功能研究和调控棉花纤维发育的分子机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31401433
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

SBP (Squamosa Promoter Binding Protein) genes are transcription factors which have so far been found only in plants, controlling a number of fundamental aspects of plant growth and development, including vegetative phase change, flowering time, branching, and developing trichome. In our recently study, SBP family gene was involved in cotton fiber development. GhSBP3 gene expression reduced with in the fiber elongation, otherwise miR156d was increased as the same time. GhSBP3 was the possible target genes of miR156d by analysis of miRNA and RNA-seq on 8 DPA and 20 DPA fiber of Ji228. This study analyzed GhSBP3 in different time and space expression patterns in the process of different quality cotton fiber development. GhSBP3 and miR156 gumming region should be found by using 5´RACE. The promoter should be cloned and the expression of the promoter specificity should be tested in Arabidopsis. To provide more direct evidence that decreased levels of GhSBP3 were the cause of fiber elongations in cotton fiber development, we examined transgenic plants over-expressing the GhSBP3 and miR156d by 35S promoter and the specific promoter in fiber or trichome. Phenotype and fiber quality of transgenic Coke 312 plants were determined. We test the fiber transcriptome sequencing in different development periods of the transgenic positive strains and wild type controls. GhSBP3 gene function should be demonstrated, and the molecular mechanisms of miR156d –relgulated GhSBP3 define a development fibers elongation pathway. The results may not only enrich mechanism of cotton fiber, may also help using miRNAs genes control technology to improve the qualities of cotton fiber.
SBP (Squamosa Promoter Binding Protein )是植物特有的一类转录因子,该家族成员参与叶的形态建成、开花调控、表皮毛伸长等多个生理过程。项目组前期研究发现GhSBP3参与棉纤维发育,其表达量随着纤维的伸长而减少,且是miR156d可能的靶基因。本研究要明确GhSBP3在不同品质品种棉纤维发育过程中的表达模式;确定GhSBP3和miR156d的靶位点和启动子区及启动子的表达特异性;构建不同启动子启动的GhSBP3和miR156d的过表达载体,转化陆地棉,进而对转基因植株的表型和纤维品质进行测定,对转基因阳性株系和野生型对照不同发育时期的纤维进行转录组测序,最终明确GhSBP3的基因功能,探讨miR156d调控GhSBP3表达影响纤维发育的分子机制。本研究不但能够丰富棉纤维发育机制的相关理论,还将有助于利用miRNAs调控技术,加速优质棉种质资源创新。

结项摘要

SBP (Squamosa Promoter Binding Protein )是植物特有的一类转录因子,该家族成员参与营养生长次级组织如分支、绒毛等的发育调节等多个生理生化过程。. 本研究对优质纤维品种冀228、优质海岛棉和非优质品系3056纤维发育各阶段纤维长度进行了动态检测,发现优质品种(系)纤维发育非优质品系在纤维发育后期有所不同。通过构建冀228纤维均一化cDNA文库、转录组测序和mRNA-miRNA联合分析,发现GhSBP3在纤维发育中与miR156有相互调控关系,从而影响纤维发育。. 结果表明,GhSBP3基因在优质陆地棉冀228中在20DPA和25DPA优势表达,在纤维发育过程中呈现先升后降的趋势。miR156在20DPA优势表达,而后降低,说明miR156与GhSBP3表达趋势是一致的。而纤维伸长过程中是20DPA达到伸长高峰,而后伸长速度减慢,长度增加不大。优质陆地棉与海岛棉表达趋势一致,不同的是,海岛棉中miR156表达量继续升高至25DPA的3倍。由此可见,优质陆地棉与优质海岛棉中都miR156正调控GhSBP3表达,并与纤维伸长一致,而海岛棉长度优于优质陆地棉可能与miR156的持续优势表达有关。. 构建了GhSBP3基因的基因沉默(VIGS)TRV2载体,接种TRV2-GhSBP的棉花植株长势正常,与对照相比没有明显差异,但基因的表达水平进行检测发现,该基因的表达水平是明显降低的。. 构建了GFP载体,亚细胞定位的结果表明,GhSBP3定位在细胞核里。构建了GhSBP3的过表达载体、基因编辑载体和miRNA156的过表达载体,获得了胚性愈伤组织和基因编辑载体的转基因T0代植株。. 综上所述,GhSBP3基因的沉默能够引起叶片中GhSBP3基因表达水平降低,优质陆地棉与优质海岛棉中都miR156正调控GhSBP3表达,并与纤维伸长一致,GhSBP3基因可以作为棉纤维伸长的基因资源加以利用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
冀228纤维均一化全长cDNA文库的构建与鉴定分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    迟吉娜;蔡肖;张建宏;甄军波;刘琳琳;田海燕;唐丽媛;刘存敬;崔锐敏;张香云
  • 通讯作者:
    张香云
CRISPR/Cas9植物基因编辑系统敲除棉花GhSBP基因表达载体的构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘迪;刘琳琳;杜海英;甄军波;蔡肖;张香云;迟吉娜
  • 通讯作者:
    迟吉娜

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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