新型GhDRP1(Drought Response Protein1) 调控棉花应答干旱的分子网络解析及育种利用评价

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871668
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 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:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

MAPK cascade plays important roles in responding to abiotic stresses for plants. In our previous study,23 association loci associated with seven drought-related traits were obtained based on GWAS(Genome-wide association study)method, and 50 differential expressed genes were selected as candidate ones combined with RNA-Seq data ,among of which one gene had a significant association with plant height trait under drought condition, named GhDRP1,which encods a MPK, then we created the overexpression(OE) and silencing (SI) GhDRP1 cotton materials, and found that OE plants were sensitive to drought stress, but resistance to drought treatment when down-regulated its expression. Yeast-two hybrid experiments found that GhDRP1 interacts with GhHT1( High leaf temperature 1),and GhHT1interacts with GhOST1(Stomatal opening factor 1),indicating that GhDRP1 plays key roles during cotton responding to drought stress. Based on these results, this project will further reveal the molecular mechanism in which GhDRP1 involved and how to respond to drought stress in cotton, and explore its drought resistance breeding value combined with these cotton germplsams. This study will broaden the acknowledge of molecular mechanism for cotton responding to drought stress, especially theoretical basis about MAPK cascade regulating drought resistance in cotton.
MAPK级联途径在调控植物应对非生物胁迫过程中起着重要作用。在前期研究中,基于全基因组耐旱性状关联分析,获得7个耐旱相关性状共23个关联位点。结合转录组分析,发现50个候选基因在干旱条件下显著差异表达。其中一个与株高极显著关联的干旱应答基因,命名为GhDRP1,该基因编码MPK蛋白。我们创制了过量和干扰表达该基因的转基因棉花材料,发现过表达GhDRP1对干旱敏感,而下调表达则显著提高耐旱性。酵母双杂发现,GhDRP1和GhHT1( High leaf temperature 1)互作,GhHT1与GhOST1(Stomatal opening factor 1)互作,表明GhDRP1在棉花抗旱中扮演重要角色。本项目将进一步深入揭示GhDRP1参与棉花应答干旱胁迫的分子机理,探究其抗旱育种价值。通过本研究可以拓宽对棉花应答干旱胁迫分子机理的认识,尤其是MAPK级联调控调节棉花抗旱的理论基础。

结项摘要

在前期研究中,基于全基因组耐旱性状关联分析,获得7个耐旱相关性状共23个关联位点,筛选到50个候选基因,包含NAC、WRKY、锌指蛋白等基因和脂质代谢相关的基因,如脂转移蛋白LTP4、GDSL等。其中一个与相对株高性状极显著关联的干旱应答基因,命名为GhDRP1,该基因编码MPK蛋白。创制了过量和干扰表达该基因的转基因棉花材料,发现干扰GhDRP1植株雌雄不育,无法产生后代;过表达GhDRP1对干旱敏感,而VIGS下调表达该基因的幼苗则提高了耐旱性。进一步利用酵母双杂交、Split-LUC和pull down实验筛选和验证了GhDRP1与MAPKKK蛋白GhHT1相互作用并体外相互磷酸化,进一步利用转录组、共表达分析和磷酸化蛋白组学分析发现二者的下游互作蛋白为GhWRKY40a, 而GhWRKY40a的下游靶标基因为GhABF2,并对这些基因参与棉花抗旱的生物功能进行了鉴定,本研究揭示了GhDRP1-GhHT1-GhWRKY40a-GhABF2模块调节棉花耐旱性的分子机理。同时,本项目也对另一个干旱关联基因GhLTP4的抗旱功能和分子机理进行了研究。通过本研究可以拓宽对棉花应答干旱胁迫分子机理的认识,尤其是对MAPK调控调节棉花抗旱的理论基础。

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(2)
Thiamine functions as a key activator for modulating plant health and broad-spectrum tolerance in cotton
硫胺素是调节棉花植物健康和广谱耐受性的关键激活剂
  • DOI:
    10.1111/tpj.15793
  • 发表时间:
    2022-05-13
  • 期刊:
    PLANT JOURNAL
  • 影响因子:
    7.2
  • 作者:
    Li, Weixi;Mi, Xinyue;Guo, Wangzhen
  • 通讯作者:
    Guo, Wangzhen

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其他文献

Strand compositional asymmetries of nuclear DNA in eukaryotes(真核生物细胞核DNA双链核苷酸组成的不对称性)
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Molecular Evolution
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    牛登科;林魁;张大勇
  • 通讯作者:
    张大勇
不同年龄大鼠骨髓源性心肌干细胞生物学特性的比较
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    解剖学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    王存;谭玉珍;王海杰;国海东;张大勇;崔晓军
  • 通讯作者:
    崔晓军
基于复用体全息光栅的光学相控阵放大级串扰优化
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    强激光与粒子束
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  • 作者:
    段佳著;张大勇;赵祥杰;骆永全
  • 通讯作者:
    骆永全
辽东湾某平台冰振显著性分析及解决方案
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  • 发表时间:
    2015
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    数学的实践与认识
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  • 作者:
    姜静;王华;何洋;张大勇
  • 通讯作者:
    张大勇
大豆引进种质资源异黄酮含量的鉴定
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  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    哈尔滨师范大学自然科学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    姜自芹;吴帅;张大勇;刁桂珠;郑天慧;曾蕊;宋波;拓云;刘珊珊
  • 通讯作者:
    刘珊珊

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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

        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]
      
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