miR159及其靶基因GAMYB调控春兰开花的作用机制研究

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基本信息

  • 批准号：
    31801891
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    陈跃
  • 依托单位：
    浙江省农业科学院
  • 学科分类：
    C1507.观赏园艺学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Cymbidium goeringii is one of the most widely distributed, abundant and commonly cultivated orchids in China, with extremely high ornamental and economic value. However, the low differentiation rate of flower bud of Cymbidium goeringii severely limits its commodity value and industrial scale. miR159 (microRNA159) is specifically induced in the transformation from vegetative growth to reproductive growth of Cymbidium goeringii. Further degradation and sequencing revealed that the target gene GAMYB of miR159 is the key factor of the gibberellin signaling pathway. This study first analyzed the splice site of miR159 in GAMYB of Cymbidium goeringii, and the relationship between the related physiological indexes and the expression of miR159-GAMYB during its flowering. Then, the regulation of miR159 in the related physiological indexes and key genes in the flowering induction of Cymbidium goeringii was investigated by the transient expression of virus-mediated miR159 in the flower bud of Cymbidium goeringii. Finally, the downstream genes of GAMYB were screened and their regulatory relationships were verified. With miR159 as the breakthrough point, this study reveals the regulating mechanism of miR159-GAMYB-mediated gibberellin signaling pathway in the flowering of Cymbidium goeringii by physiology, genetics and molecular biology, providing a theoretical basis for the regulation of the flowering of Cymbidium goeringii.
春兰是我国分布最广、资源最丰富、栽培品种最多的兰花之一，具有极高的观赏和经济价值。但是，春兰花芽的低分化率严重限制了春兰的商品价值与产业规模。miR159（microRNA159）在春兰营养生长向生殖生长转化的过程中，受到特异诱导。进一步降解组测序得到了miR159的靶基因是赤霉素信号途径的关键因子GAMYB。本项目首先分析春兰miR159在GAMYB的剪切位点，解析春兰成花过程中相关生理指标与miR159-GAMYB表达水平的关系。其次，通过病毒介导的miR159在春兰花芽中的瞬时表达，研究miR159对春兰开花诱导相关生理指标和关键基因的调控。最后，筛选GAMYB的下游基因，并验证它们的调控关系。本研究以miR159为切入点，利用生理、遗传和分子生物学等研究手段，揭示miR159-GAMYB介导的赤霉素信号途径参与春兰开花的调控机制，为春兰花期调控提供理论依据。

结项摘要

春兰（Cymbidium goeringii）是一类地生兰，植株纤柔，花色清雅，多具幽香，品种繁多，极富观赏及经济价值。春兰苗期较长，花期短，花芽分化率低，开花时间与市场需求高峰不一致，极大制约了兰花的商品价值和产业发展。因此，研究春兰生长发育机制具有重要意义。miR159是植物microRNA中较为保守的古老家族，可参与多种生理过程。本研究克隆并构建了春兰miR159的过表达载体并异源转化至拟南芥，通过遗传学、形态学、细胞学、分子生物学及生物信息学等研究手段，探究了春兰生长发育相关miR159的功能。研究发现春兰miR159结构保守，功能强大：生物信息学分析表明，cgo-MIR159的结构具有一定的保守性，进化性较高，其中包含STRE、TATA-box、TATC-box、CAAT-box、CCTC等元件；cgo-miR159成熟体的结构高度保守，但遗传距离与多数植物的miR159相距较远；cgo-miR159靶基因多为MYB类基因，MYB靶标的功能可富集于多种生物学过程。荧光定量实验结果表明，cgo-miR159在春兰营养生长向生殖生长转变、花芽和叶片的发育、ABA胁迫应答等过程中，表达水平均有较大变化。同时，春兰miR159在模式植物的生长发育过程中发挥重要作用：遗传学、形态学与细胞学实验表明，cgo-miR159的异源过表达可缩短拟南芥的寿命，提前花果期；能够影响拟南芥幼苗和营养器官的发育、雄蕊、花粉、果实和种子的生长发育。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Advances in the research of microRNA in Orchidaceae
  • DOI：
    10.13345/j.cjb.210118
  • 发表时间：
    2022-01-01
  • 期刊：
    Chinese Journal of Biotechnology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xu Zihan;Chen Yue;Hu Fengrong
  • 通讯作者：
    Hu Fengrong
Variety Identification of Orchids Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy Combined with Stacked Sparse Auto-Encoder
傅里叶变换红外光谱结合堆叠稀疏自动编码器的兰花品种鉴定
  • DOI：
    10.3390/molecules24132506
  • 发表时间：
    2019-07-01
  • 期刊：
    MOLECULES
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Chen, Yunfeng;Chen, Yue;He, Yong
  • 通讯作者：
    He, Yong
Comparative metabolomic analyses of Dendrobium officinale Kimura et Migo responding to UV-B radiation reveal variations in the metabolisms associated with its bioactive ingredients.
铁皮石斛对 UV-B 辐射的比较代谢组学分析揭示了与其生物活性成分相关的代谢变化
  • DOI：
    10.7717/peerj.9107
  • 发表时间：
    2020-01-01
  • 期刊：
    PeerJ
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Chen, Yue;Shen, Qi;Sun, Chongbo
  • 通讯作者：
    Sun, Chongbo
植物蔗糖转运蛋白SUTs的生理功能及其调控研究进展
  • DOI：
    10.13271/j.mpb.018.005708
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    分子植物育种
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王筠竹;吕萍;陈跃;万红建;孙崇波
  • 通讯作者：
    孙崇波
Comparative transcriptomic analyses of normal and peloric mutant flowers in Cymbidium goeringii Rchb.f identifies differentially expressed genes associated with floral development.
对大花蕙兰 Rchb.f 中正常花和深膜突变花的比较转录组分析确定了与花发育相关的差异表达基因。
  • DOI：
    10.1007/s11033-021-06216-0
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Molecular Biology Reports
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Shen Qi;Chen Yue;Sun Junwei;Liu Qian;Sun Chongbo
  • 通讯作者：
    Sun Chongbo

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其他文献

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  • 期刊：
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  • 作者：
    贾凯;江明;袁啸林;左桂忠;陈跃
  • 通讯作者：
    陈跃

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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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