茶树被茶尺蠖取食诱导的根部防御反应分子机制及其信号传递特征研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31300578
  • 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:
    C1611.经济林学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Foliar herbivory of tea plants by Ectropis oblique is one of the important problems of affecting the quality and safety of production in tea industry, hence, many attentions have always been focused on the induced defence mechanisms activated in response to herbivory on tea plants. In spite of the shoot, the root is also the important plant organ involved in the systemically induced defence to herbivory. However, the molecular mechanism of systemic defence in roots and characteristics of signal transmission from shoot to root induced by pest feeding on shoots has not been studied yet. In this project, the RNA sequencing technology (RNA-Seq), microarray and quantitative real-time PCR or Northern hybridization techniques, combined with bioinformatics will be utilized to screen differentially expressed genes in roots responsive to pest feeding on shoots as well as study their dynamic differential expression profilings in the root of tea plant and the correlations of differential expression profilings among different tea varieties attacked by Ectropis oblique. Furthermore, based on above-mentioned genes, their correlations of differential expression profilings in roots will also be analyzed after JA, SA, ET, auxin treatments and pest feeding on the leaves, respectively. These researches will be helpful for elucidating that the molecular mechanism of systemic defence in roots and characteristics of signal transmission from shoot to root induced by pest feeding on shoots, which could reveal the biological roles of roots with the indction of systemic defence responsive to herbivory-stress on the shoots at the transcriptional level. It will provide and perfect the theory of induced defence mechanisms activated in response to herbivory on tea plants, as well as have an important significance for future molecular breeding of insect-resistant tea varieties, screening the insect-resistant genes and integrated pest control.
茶树叶部虫害是困扰我国茶产业优质、安全生产的重要问题之一。茶树被害虫取食诱导的防御机制研究一直备受关注,而根部为系统防御中的重要组成部分,叶部被害虫取食诱导根部产生的分子防御机制及其涉及的系统信号传递特征尚无相关研究。本项目应用转录组深度测序(RNA-Seq)、基因芯片和qRT-PCR等技术,结合生物信息学手段,获得茶树被茶尺蠖取食诱导的根部差异表达基因;研究差异基因在被取食茶树根中的时空表达模式,及在不同抗性品种间的差别;比较分析JA、SA、ET、生长素和茶尺蠖取食处理茶树叶片后根部差异基因时空表达模式间的相互关系。通过这些研究,将明确茶树被茶尺蠖取食诱导的根部防御反应分子机制和从叶到根的信号传递特征,在转录水平上揭示出茶树根部响应叶部虫害胁迫产生系统诱导防御的生物学意义,从理论上丰富和完善了茶树抗虫的诱导防御机制,同时也为茶树抗虫品种选育、抗性基因发掘和害虫综合防治等方面提供理论依据。

结项摘要

茶树叶部虫害是困扰我国茶产业优质、安全生产的重要问题之一。茶树被害虫取食诱导的防御机制研究一直备受关注,而根部为系统防御中的重要组成部分,叶部被害虫取食诱导根部产生的分子防御机制及其涉及的系统信号传递特征尚无相关研究。本项目应用转录组深度测序(RNA-Seq)技术对被茶尺蠖取食前后的茶树叶和根部进行深度测序,共获得52.7Gb数据,基于生物信息学分析手段,组装获得102,845条unigene,其中根部产生特异的差异表达基因(9,568个DEG)明显多于叶部(5,084个DEG)。分析发现叶和根中受诱导的应答、信号传导网络及启动防御功能相关DEG的数量和类型均有差异,并用qRT-PCR技术验证了信号传导和抗性相关DEG在叶和根中的差异表达模式,从而在转录水平上证实了茶尺蠖取食茶树叶部不仅诱导叶部产生局部防御反应,还诱导根部产生大规模的系统防御反应,但两者防御反应的产生机制和发挥作用的防御性物质有差异。基于LC-MS技术分析叶部和根部激素JA、SA、ABA受诱导后的含量变化,并结合qRT-PCR分析激素信号相关基因的时空表达模式,发现JA和MeSA作为重要的激素信号参与了茶树根部的系统性防御。进一步采用HPLC分析其在山茶科的茶树和油茶中的抗虫性次生代谢物类黄酮和咖啡碱的含量差异,发现茶树叶部儿茶素类(类黄酮)和咖啡碱含量比油茶高1.5~173倍。比较分析茶树和油茶叶部转录组数据,并结合qRT-PCR技术鉴定了DFR、LAR和ANR基因是决定非酯型儿茶素合成的关键基因,而TCS基因是决定咖啡碱合成的最关键基因。此外,比较分析发现茶树中儿茶素、咖啡碱的含量显著高于供试的山茶属其他4个野生近缘种,分析其RAD-Seq数据获得15,444个SNP,结合转录组数据鉴定24 个SNP位点与类黄酮合成相关基因相关,一个SNP位点与抗性基因 LRR receptor-like kinase 2相关。这些研究结果明确了茶树被茶尺蠖取食诱导的叶-根系统防御反应的分子机制差异和系统信号分子的传递特征,进一步从理论上丰富和完善茶树抗虫的防御机制,同时也为茶树抗虫品种选育、抗性基因发掘和害虫综合防治等方面提供理论支持。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Transcriptomic and phytochemical analysis of the biosynthesis of characteristic constituents in tea (Camellia sinensis) compared with oil tea (Camellia oleifera)
茶(Camellia sinensis)与油茶(Camellia oleifera)特征成分生物合成的转录组学和植物化学分析
  • DOI:
    10.1186/s12870-015-0574-6
  • 发表时间:
    2015-08-07
  • 期刊:
    Bmc Plant Biology
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Tai Y;Wei C;Yang H;Zhang L;Chen Q;Deng W;Wei S;Zhang J;Fang C;Ho C;Wan X
  • 通讯作者:
    Wan X
Differential transcriptome analysis of leaves of tea plant (Camellia sinensis) provides comprehensive insights into the defense responses to Ectropis oblique attack using RNA-Seq
对茶树 (Camellia sinensis) 叶子进行差异转录组分析,利用 RNA-Seq 全面了解茶树对斜纹螟攻击的防御反应
  • DOI:
    10.1007/s10142-016-0491-2
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Functional & Integrative Genomics
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Hou; Yan;Wang; Ping;Yang; Hua;Wei; Chao-Ling
  • 通讯作者:
    Chao-Ling
Genetic Divergence between Camellia sinensis and Its Wild Relatives Revealed via Genome-Wide SNPs from RAD Sequencing
RAD 测序全基因组 SNP 揭示茶树及其野生近缘种之间的遗传差异
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0151424
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Plos One
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yang H;Wei CL;Liu HW;Wu JL;Li ZG;Zhang L;Jian JB;Li YY;Tai YL;Zhang J;Zhang ZZ;Jiang CJ;Xia T;Wan XC
  • 通讯作者:
    Wan XC

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

粒径可控的纳米铁酸铋的制备及其光催化性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    催化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    县涛(研究生);杨华
  • 通讯作者:
    杨华
外腔锁相中二极管列阵相邻单元间不同侧模的耦合系数
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    激光杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    施鹏程;钱凌轩;陈建国;杨华;陈海波
  • 通讯作者:
    陈海波
Mesoporous NiCo 2 O 4 -decorated reduced graphene oxide as a novel platform for electrochemical determination of rutin
介孔NiCo 2 O 4 修饰还原氧化石墨烯作为电化学测定芦丁的新平台
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Talanta
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    丁亚萍;张江江;杨华;王英子
  • 通讯作者:
    王英子
应用反向学习策略的群搜索优化算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    计算机科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪慎文;丁立新;谢大同;舒万能;谢承旺;杨华
  • 通讯作者:
    杨华
Iminosugar derivativeWGN-26 suppresses acute allograft rejection via inhibiting the IFN-γ/p-STAT1/T-bet signaling pathway
亚氨基糖衍生物WGN-26 通过抑制 IFN-γ/p-STAT1/T-bet 信号通路抑制急性同种异体移植排斥
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    International Immunopharmacology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    高小力;杨华;许阳光;熊玉兰;王冠男;叶新山;叶加
  • 通讯作者:
    叶加

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

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