大麦调控侧小穂发育新基因定位

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771790
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The domestication of cultivated barley led to two-row and six-row differentiation of its spikes. The two-rowed spike is ancestral, being found in the wild progenitor of cultivated barley (Hordeum vulgare ssp. spontaneum), where only the central spikelet is fertile. The cultivated six-row barley contains full fertile triple spikelets and shows significant advantage in seed yield. At least five independent loci are responsible for the row type. The six-rowed spike is controlled by a single allele of SIX-ROWED SPIKE 1 (VRS1), vrs1, that is recessive to the dominant Vrs1 responsible for the two-rowed spike. The phenotypes imposed by VRS1 alleles are modified by INTERMEDIUM-C (VRS5/INT-C) locus. vrs2, vrs3, and vrs4 were derived from artificially induced mutations and generate varying levels of lateral spikelet fertility. Our previous study found that novel loci might exist in barley native to Qinghai-Tibetan Plateau. In this study, we will develop.genetic segregation populations, and the next-generation sequencing based reduced-representation sequencing strategy and bulked segregant analysis (BSA) method will be adopted to high throughput develop molecular marker and map the genes responsible to row type. The tremendous barley genomic resources will also be used for fine mapping by genotyping the recombinants derived from BC3F2 populations. We will further predict the candidates genes by analyses of function annotations, haplotypes distributions and expression difference of genes within the target intervals. This study will provide basis for further cloning of novel genes controlling the row types in barley and insights into their underlying molecular mechanisms. It will also help for better understanding the domestication of cultivated barley on Qinghai-Tibetan Plateau.
大麦的驯化导致了穗型二棱和六棱的分化。二棱穗型来自野生大麦,仅中间小穗能发育成种子。栽培六棱大麦是由二棱隐性突变而来,侧小穗育性正常,具有显着产量优势。至少有5个独立基因位点与棱数有关。VRS1直接决定二棱/六棱性状,INT-C 在不同VRS1等位基因背景下对侧小穗发育起修饰作用。VRS2、VRS3和VRS4来自人工诱变,对侧小穗发育具有增强作用。项目申请人前期研究发现青藏高原大麦中可能存在新的棱数基因。本项目通过构建遗传分离群体,利用简化基因组测序结合混合分离法,对棱数基因进行分子标记定位,构建遗传连锁图;利用大麦基因组序列信息,开发连锁更加紧密的分子标记,在BC3F2群体中筛选重组个体,进一步对棱数基因进行精细定位。通过基因功能注释、基因单倍型分析、表达水平验证等手段,对候选基因进行初步预测,为克隆新的棱数基因,揭示棱型发育的分子机制,深入了解青藏高原大麦的驯化过程奠定基础。

结项摘要

本项目目标是对具有相同VRS1等位基因vrs1.a4的2棱和6棱大麦中控制侧小穗发育的关键基因进行遗传解析。通过本项目实施,主要获得以下主要研究结果:1)遗传分析表明,具有vrs1.a4等位基因的6棱大麦侧小穗发育受一个核基因控制;2)通过BSA分析结合分子标记对大规模遗传群体筛选,将目标基因定位到2H染色体长臂651.7Mb~652.3Mb约0.6Mb的物理区间内,该区间有2个高可信度基因,其中VRS1为最可能的候选基因;3)通过qPCR分析发现,具有vrs1.a4(后改称Vrs1.b4)的2棱大麦中, VRS1基因表达量显著的高于具有vrs1.a4的6棱大麦,其他已知棱数相关基因VRS2、VRS3和VRS4则无显著差异,而Int-C基因与Vrs1.a4表现出一定协同关系;4)通过对多份Vrs1.b4 和vs1.a4 材料以及分离群体中两种棱数表型个体VRS1基因表达水平的分析最终证实,VRS1基因表达显著下调而非基因编码序列的差异是导致携带vrs1.a4大麦6棱性状产生的直接原因;5)VRS1上游调控区的DNA甲基化水平与其表达丰度无显著相关性,而上游1Kb左右的一段‘TA’短串联重复区(STR)存在长度差异,可能与VRS1表达量下调有关。本研究从遗传和分子水平揭示了携带vrs1.a4等位基因的6棱大麦侧小穗正常发育的原因,加深了对VRS1基因调控大麦侧小穗发育分子机制的认识。而导致VRS1基因下调的分子机制值得进一步深入探究。研究结果国内外学术期刊上发表研究论文2篇,培养硕士研究生2名,圆满完成了预期目标。

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(0)
专利数量(0)
基于BSA分析定位控制西藏大麦侧小穗发育的基因
  • DOI:
    10.19675/j.cnki.1006-687x.2018.03032
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    应用与环境生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐珍媚;邓光兵;张海莉;梁俊俊;苏燕;李莉岚;龙海;余懋群
  • 通讯作者:
    余懋群
Genetic and molecular characterization of determinant of six-rowed spike of barley carrying vrs1.a4
携带 vrs1.a4 的大麦六棱穗决定子的遗传和分子特征
  • DOI:
    10.1007/s00122-021-03887-y
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Theoretical and Applied Genetics
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Wang Jin-Hui;Xu Zhen-Mei;Qiu Xue-Bing;Li Li-Lan;Yu Shui-Yang;Li Tao;Tang Yan-Yan;Pu Xi;Zhang Juan-Yu;Zhang Hai-Li;Liang Jun-Jun;Tang Ya-Wei;Li Wei;Long Hai;Deng Guang-Bing
  • 通讯作者:
    Deng Guang-Bing

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其他文献

抗禾谷孢囊线虫基因中核苷酸结合
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    应用与环境生物学报,2006,12(6):745~749
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘毅;翟旭光;吴芳;邓光兵
  • 通讯作者:
    邓光兵
簇毛麦3V染色体在不同小麦遗传背景下的传递
  • DOI:
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  • 通讯作者:
    龙海
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘毅;翟旭光;吴芳;邓光兵
  • 通讯作者:
    邓光兵
青藏高原青稞农家品种淀粉颗粒结合蛋白组成及GBSSI基因5′前导序列的多态性
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高丽鹃;潘志芬;尼玛扎西;唐亚伟;曾兴权;李俏;邓光兵;龙海;余懋群
  • 通讯作者:
    余懋群

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西藏6棱栽培大麦(青稞)棱数驯化的分子机制研究
  • 批准号:
    32372122
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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