生物能源作物柳枝稷苗期干旱胁迫记忆基因挖掘和功能解析

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31601370
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 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:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With the advantages of large biomass, rich cellulose, readily fermentable in ethanol production, non-encroach farmland, switchgrass (Panicum virgatum), a C4 grass belonging to the family of Gramineae, has been considered as a model bioenergy plant to replace food crops for bioethanol production all over the world. The robust roots give them the ability to survive in marginal field and other sophisticated environments, so it’s also the ideal plant for water-soil conservation, desert reclamation and grassland vegetation. However, switchgrass seedlings develop slowly and are susceptible to drought stress, which has gravely affected its plantation and economic benefits, and this problem has been the bottleneck factor for large-scale plantation. Drought stress memory genes were found in model plants in recent years, they can “remember” the last drought stress. When plant suffers water-deficit stress again, these genes response quickly to help plant acquire drought resistance. In the present study, we will analyze the responsive network of drought stress on physiological and transcriptional levels, explore drought stress memory genes, and uncover the functions of different kinds of drought stress memory genes and their correlation with drought resistance, plant hormones and DNA methylation. This study will establish the foundation for fine-improving drought resistance of seedlings and promote the large-scale plantation of switchgrass. The exploration and function analysis of different kinds of drought stress memory genes will catch people's attention to utilizing these special resources and provide strategies and references for the resistance breeding of other crops.
禾本科C4植物柳枝稷因生物量大,纤维素含量高,易降解产生乙醇,不与粮争地等特点,已被国际上确定为替代粮食生产燃料乙醇的模式生物能源作物。柳枝稷成株根系发达,适应性强,可利用边缘土地,也是水土保持、沙漠绿化和草原植被的理想作物。然而,其幼苗发育缓慢,易遭受干旱胁迫,严重影响其种植区域和经济效益,是规模化种植的瓶颈因素。干旱胁迫记忆基因是近年来在模式植物中发现的一类对干旱胁迫存在“记忆”的基因。当植物再次遭遇干旱时,这类基因迅速响应以使植物产生抗旱性。本项目拟从生理生化水平和转录水平剖析苗期柳枝稷对周期性干旱胁迫的响应网络,挖掘干旱胁迫记忆基因,解析不同类型记忆基因功能与抗旱性、植物激素以及DNA甲基化的关系,以期为定向精细改良幼苗抗旱性建立基础,推动柳枝稷规模化种植。不同类型干旱胁迫记忆基因的挖掘和功能分析,将会促进人们关注和开发利用这一特殊资源,为其他作物抗逆育种提供新的思路和依据。

结项摘要

柳枝稷因生物量大,纤维素含量高,易分解产生乙醇,可遗传转化等特点,已被认为是替代粮食生产燃料乙醇的模式生物能源作物。本项目从生理生化水平和转录水平剖析了柳枝稷苗期对周期性干旱胁迫的响应网络,鉴定了干旱胁迫记忆基因741个,它们主要参与苯丙烷代谢、糖与淀粉代谢、植物激素信号转导、等途径。具体结合生理数据分析显示,柳枝稷改变了代谢方式以应对第二次失水胁迫,主要包括:提高ABA合成、积累及信号转导,调节JA合成与积累,合成脯氨酸、水苏糖、海藻糖等渗透保护物质,改善光合系统、糖酵解、TCA循环等能量代谢。HPLC-MS分析发现,ABA在D1和D2中均显著积累,JA在D1中积累,在D2中显著减少。对柳枝稷、拟南芥和玉米中的胁迫记忆基因进行分析发现,各物种之间存在特异性与保守性。通过转基因手段,初步解析了两种不同类型记忆基因功能与抗旱性、植物激素的响应关系,为定向精细改良幼苗抗旱性建立了一定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Transcriptional and physiological data reveal the dehydration memory behavior in switchgrass (Panicum virgatum L.).
转录和生理数据揭示了柳枝稷(Panicum virgatum L.)的脱水记忆行为
  • DOI:
    10.1186/s13068-018-1088-x
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Biotechnology for biofuels
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    Zhang C;Peng X;Guo X;Tang G;Sun F;Liu S;Xi Y
  • 通讯作者:
    Xi Y
Long non-coding RNAs of switchgrass (Panicum virgatum L.) in multiple dehydration stresses.
多种脱水胁迫下柳枝稷 (Panicum virgatum L.) 的长非编码 RNA
  • DOI:
    10.1186/s12870-018-1288-3
  • 发表时间:
    2018-05-04
  • 期刊:
    BMC plant biology
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhang C;Tang G;Peng X;Sun F;Liu S;Xi Y
  • 通讯作者:
    Xi Y
Identification and functional characterization of a MAX2 ortholog from switchgrass (Panicum virgatum L.)
柳枝稷 (Panicum virgatum L.) MAX2 直系同源物的鉴定和功能表征
  • DOI:
    10.1016/j.plaphy.2018.05.016
  • 发表时间:
    2018-07-01
  • 期刊:
    PLANT PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    Cheng, Tingting;Wang, Donghua;Sun, Fengli
  • 通讯作者:
    Sun, Fengli
Genome-wide identification of members of the TCP gene family in switchgrass (Panicum virgatum L.) and analysis of their expression
柳枝稷(Panicum virgatum L.)TCP 基因家族成员的全基因组鉴定及其表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Gene
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    郑爱泉;孙风丽;程亭亭;王勇锋;谢坤良;张超;奚亚军
  • 通讯作者:
    奚亚军

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

A denoising framework for microseismic and reflection seismic data based on block matching
基于块匹配的微震和反射地震数据去噪框架
  • DOI:
    10.1190/geo2017-0782.1
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    GEOPHYSICS
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    张超;Mirko van der Baan
  • 通讯作者:
    Mirko van der Baan
胃食管反流病、Barrett食管与DNA损伤相关性研究进展
  • DOI:
    10.12037/yxqy.2020.04-01
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国医学前沿杂志(电子版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张超;罗涛;李非
  • 通讯作者:
    李非
奇妙节丛孢的分离及对捻转血矛线虫幼虫和秀丽隐杆线虫捕食过程的观察
  • DOI:
    10.16656/j.issn.1673-4696.2017.07.003
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国兽医科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡黔林;王波波;许强;王帆;方文秀;蔡彬;张超;刘艳秋;曾嘉庆;张海燕;王海玉;刘洋;蔡葵蒸;曹欣
  • 通讯作者:
    曹欣
催化剂含水量对合成(4-乙酰氨基)-苯基膦酸二乙酯的影响
  • DOI:
    10.14002/j.hxya.2018.05.006
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    化学研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王强生;柴云;宁城槟;张超
  • 通讯作者:
    张超
新生期重复吸入七氟醚的大鼠幼年期学习记忆功能与海马体积变化
  • DOI:
    10.16571/j.cnki.1008-8199.2016.05.005
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    医学研究生学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任娟娟;朱昭琼;王义;唐春春;张超
  • 通讯作者:
    张超

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

张超的其他基金

高光谱-光合-育种信息融合的小麦抗旱性高通量评价体系构建与种质资源创新
  • 批准号:
    32370400
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LncRNA在柳枝稷干旱胁迫记忆中的作用机制解析
  • 批准号:
    31970351
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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

        graph TD
          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]
      
关闭
close
客服二维码