澳洲坚果自交不亲和性S-RNase基因及其表达产物S糖蛋白的鉴定与作用机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760215
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    34.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1610.林木遗传育种
  • 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

Macadamia have been introduced into China 40 years ago, the planting area has reached one 120,000 hectares. Self-incompatibility was an important factor which influence the yield of macadamia. The results of our research showed that the vast majority of macadamia varieties were partial self-incompatibility, but a few varieties were completely self-incompatibility and have the typical phenomenon of gametophytic self-incompatibility and high homology conservative sequence of S-RNase alleles of Rosaceae plants, but the full length sequence of S-RNase alleles and S-glycoprotein of macadamia have not yet been received, the self-incompatibility mechanism of macadamia were still unclear. This project intends to establish the AS-PCR identification system of S-RNase alleles by cloning, sequencing and rapid-amplification of cDNA ends (RACE) of S-RNase alleles. The macadamia pollen germination in vitro would been intervened by different types of S-glycoprotein which extracted by chromatography from different macadamia varieties. Two-dimensional electrophoresis and matrix/assisted laser desorptionion ization/time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) would been used to separate and identificate the structure and function of S-glycoprotein. The project will revealed the molecular and cellular mechanisms of self-incompatibility of macadamia and lay the foundation for macadamia variety arrangement and self affinity germplasm creation.
澳洲坚果引入中国40余年,目前种植面积已达180万亩,自交不亲和性是限制其产量的重要因素。本研究组发现:绝大多数澳洲坚果品种表现为部分自交不亲和性,极少数品种为完全自交不亲和性,澳洲坚果具有配子体自交不亲和性的典型现象及与蔷薇科植物同源性较高的花柱S-RNase基因保守序列;但其S-RNase基因全长序列和表达产物S糖蛋白尚未获得,作用机制尚不清楚。本项目拟通过S-RNase基因的全长RACE和序列分析,获得澳洲坚果S-RNase基因全长序列,建立不同类型S-RNase等位基因AS-PCR鉴定技术;采用柱层析分离不同类型花柱S糖蛋白,对花粉离体萌发进行量化干预;通过双向电泳和质谱分析,研究不同类型S糖蛋白的空间结构和功能;结合大田试验,对品种亲和性进行鉴定。从细胞和分子层面揭示澳洲坚果自交不亲和性的产生机制,为制定品种搭配规范和创制自交亲和种质奠定基础。

结项摘要

中国是世界上澳洲坚果种植面积最大的国家,目前全国总面积已超过400万亩,澳洲坚果种植已成为云南、广西部分热带亚热带县市的农业支柱产业。自交不亲和性是影响澳洲坚果产量的重要因素,绝大多数澳洲坚果品种表现为部分自交不亲和性,极少数品种为完全自交不亲和性,但澳洲坚果自交不亲和性形成的分子机制尚不清楚。本项目完成了36份澳洲坚果种质S等位基因的全长序列克隆,并将其划分为4种类型;通过AS-PCR鉴定体系建立实验,发现4种类型的S基因大小极为接近,在电泳条带上的位置几乎相同,须通过PCR+目的条带回收测序的方式进行准确鉴定;完成了S糖蛋白的双向电泳分析、差异位点筛选和质谱分析,初步预测了S蛋白的空间结构;完成了不同S蛋白对不同品种花粉萌发的离体干预和36个澳洲坚果品种自交亲和性的大田验证;并采用基因组、转录组、蛋白组等多组学手段对澳洲坚果自交不亲和性的分子机制进行了研究,在国际上首次报道了澳洲坚果粗壳种染色体水平的参考基因组、首次报道了澳洲坚果粗壳种及三叶种的叶绿体基因组和线粒体基因组;开展了以获得自交亲和种质为目的、基于人工诱变的澳洲坚果新种质创制;研发出了1套用于克服自交不亲和性的澳洲坚果辅助授粉方法,建立了1套基于自交亲和性的澳洲坚果园品种搭配方法;截止项目结题,发表研究论文6篇,申请发明专利4件,授权发明专利1件;通过项目实施,从分子生物学层面初步揭示了澳洲坚果自交不亲和性的形成机制,为澳洲坚果自交不亲和机制的继续深入研究和自交亲和性优良品种的选育奠定了坚实基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
The chromosome-scale reference genome of Macadamia tetraphylla provides insights into fatty acid biosynthesis
澳洲坚果的染色体尺度参考基因组为脂肪酸生物合成提供了见解
  • DOI:
    doi:10.3389/fgene.2022.835363
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Frontiers in Genetics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yingfeng Niu;Guohua Li;Shubang Ni;Xiyong He;Cheng Zheng;Ziyan Liu;Lidan Gong;Gunghong Kong;Wei Li;Jin Liu
  • 通讯作者:
    Jin Liu
Assembly and comparative analysis of the complete mitochondrial genome of three Macadamia species (M. integrifolia, M. ternifolia and M. tetraphylla)
三种澳洲坚果物种(M. integrifolia、M. ternifolia 和 M. tetraphylla)完整线粒体基因组的组装和比较分析
  • DOI:
    10.1101/2022.01.24.477484
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    bioRxiv
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yingfeng Niu;Yongjie Lu;Weicai Song;Xiyong He;Ziyan Liu;Cheng Zheng;Shuo Wang;Chao Shi;Jin Liu
  • 通讯作者:
    Jin Liu
Complete chloroplast genome of a subtropical fruit tree Macadamia ternifolia (Proteaceae)
亚热带果树澳洲坚果(山龙眼科)的完整叶绿体基因组
  • DOI:
    10.1080/23802359.2017.1390401
  • 发表时间:
    2017-10-17
  • 期刊:
    MITOCHONDRIAL DNA PART B-RESOURCES
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu J;Niu YF;Ni SB;He XY;Shi C
  • 通讯作者:
    Shi C
60Coγ射线对不同品种澳洲坚果萌动种子的诱变效应
  • DOI:
    10.16213/j.cnki.scjas.2019.5.032
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西南农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柳觐;倪书邦;孔广红;吴超;贺熙勇
  • 通讯作者:
    贺熙勇
秋水仙素处理澳洲坚果种子后的苗期诱变效应
  • DOI:
    doi:10.14067/j.cnki.1003-8981.2019.02.000
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    经济林研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孔广红;贺熙勇;倪书邦;柳觐
  • 通讯作者:
    柳觐

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其他文献

The complete chloroplast genome sequence of Horsfieldia pandurifolia (Myristicaceae)
Horsfieldia pandurifolia(肉豆蔻科)的完整叶绿体基因组序列
  • DOI:
    10.1080/23802359.2018.1561224
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Mitochondrial DNA Part B: Resources
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛常丽;张凤良;李小琴;杨湉;柳觐;吴裕
  • 通讯作者:
    吴裕

其他文献

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橡胶树分枝性状的全基因组关联分析及关键候选基因鉴定
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    35 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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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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