DE1与DLT互作介导油菜素内酯调控水稻茎节差异伸长的分子机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901534
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 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:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Stem elongation is crucial for the establishment of shoot architecture and crop productivity. Brassinosteroid (BR) regulates the development of a set of internodes, mostly its dwarf mutants specially exhibit the shortest 2nd internode (dm) or the internodes below the 1st (d6) are short. But little is known about the molecular mechanism of this regulatory process. DLT is a positive regulator in BR signaling pathway, and all of dlt mutant internodes are relatively shorter. Previous study had reported that we screened two alleles of DLT enhancer dwarf mutant de1and de2 from dlt mutant library, and cloned the gene DE1 by MutMap and sequence analysis. de1 is manifested as d6 type dwarfing, with reduced sensitivity to BR; and the double mutant dde1 has the same dwarfing mode as de1. DE1 encodes a new homeo-box transcription factor, and DE1 can interact with DLT. These results strongly suggest that DE1-DLT complexes could regulate of the differential elongation of stem internode by BR signaling pathway. This project intends to further analysis the BR response in del mutant, and builds the BR genetic regulatory networks with de1 and other BR mutants, explores the cytological basis of different internode elongation, finally reveals how the interactions between DE1 and DLT control the stem development through BR signal pathway. This work may be beneficial for expanding our knowledge on the biological function of the HB family proteins in rice stem development, and providing new theoretical basis for improving the plant height traits in rice.
水稻茎节的有序伸长直接影响株型建立、穗部发育及抗倒伏能力,油菜素内酯(BR)在其中起着重要的调控作用。典型的BR缺陷突变体通常仅第二茎节或除第一茎节外下部茎节均特异缩短(d6型),但人们对这一调控过程的分子机制知之甚少。dlt是BR不敏感突变体且各茎节相对均匀缩短。前期工作中,我们筛选获得两个等位的dlt增强子矮杆突变体de1并克隆了基因。de1表现为d6型矮化,对BR敏感性降低,双突变体dde1与de1单突矮化模式相同,DE1编码同源框转录因子可与DLT直接互作。这些结果强烈暗示DE1和DLT形成复合体介导BR调控茎节的差异伸长。在此基础上,本项目拟进一步分析突变体对BR的响应,构建de1与BR相关突变体的遗传调控网络,探索茎节差异伸长的细胞学基础,解析DE1与DLT的互作对蛋白活性的影响,最终揭示二者如何介导BR信号调控水稻的茎节差异伸长,为理解并利用茎节发育过程调整株高性状奠定基础。

结项摘要

水稻茎节的有序伸长直接影响株型建立、穗部发育及抗倒伏能力,油菜素内酯(BR)在其中起着重要的调控作用。典型的BR缺陷突变体通常仅第二茎节(dm型)或除第一茎节外下部茎节均特异缩短(d6型),但人们对这一调控过程的分子机制知之甚少。本项目通过对已筛选的BR信号正调控子DLT的互作子OSH15进行深入研究,以阐明BR如何调控茎节发育的分子机制。结果发现,OSH15特异在茎节组织和穗部表达,相对于不同茎节,OSH15以底部茎节表达为主,而DLT主要在上部茎节表达;同时,在表型和分子水平上,OSH15与DLT共同影响大量下游基因在不同组织中呈现组织依赖性表达;进一步研究发现二者互作并共定位在细胞核,OSH15作为转录因子能够调控下游多个BR代谢和信号相关基因的表达,结合在BR信号关键基因BRI1的启动子上,促进该基因的表达,且DLT能够促进这一过程;最后,DLT与OSH15复合体能够介导水稻不同组织中BR含量的变化,影响不同组织的生长。本研究结果明确了BR在水稻茎节发育和籽粒发育途径中的作用,解析了DLT-OSH15通过调节BRI1的表达来介导BR调控差异水稻茎节伸长的分子机制,为提高水稻抗倒伏及产量提供理论基础和重要依据,同时BR兼具降低株高和增大籽粒的优势有望成为下一代分子设计育种的靶标。

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)
Rice DWARF AND LOW-TILLERING and the homeodomain protein OSH15 interact to regulate internode elongation via orchestrating brassinosteroid signaling and metabolism
水稻矮化和低分蘖与同源域蛋白 OSH15 相互作用,通过协调油菜素类固醇信号和代谢来调节节间伸长
  • DOI:
    10.1093/plcell/koac196
  • 发表时间:
    2022-09-27
  • 期刊:
    The Plant Cell
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Mei Niu;Hongru Wang;Wenchao Yin;Wenjing Meng;Yunhua Xiao;Dapu Liu;Xiaoxing Zhang;Nana Dong;Jihong Liu;Yanzhao Yang;Fan Zhang;Chengcai Chu;Hongning Tong
  • 通讯作者:
    Hongning Tong

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其他文献

亚临界水中废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯的水解
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  • 发表时间:
    2015
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  • 通讯作者:
    牛梅
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    2011-05-25
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    5.4
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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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