大白菜叶球叠抱与舒心性状基因定位及关键基因功能解析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772324
  • 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:
    C1506.蔬菜与瓜果生长发育
  • 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 head-forming leaf embrace pattern at top region of Chinese cabbage is important trait to leafy head shape. One DH plant was obtained by microspore culture, and rooted plantlet was transferred to a greenhouse after seven months tissue culture. The traits of self-crossed progenies were consistant except head-forming leaf embrace pattern at top region. There are overlapping and curling outwards two types of head-forming leaf pattern at top region. Overlapping and curling outwards plants from self-crossed progenies of one microspore regeneration plant are used as materials, Candidate region is identified by whole-genome resequencing combined BSA. key genes is identified by gene annotation, gene expression and pathway enrichment. The gene expression model and regulation network of aim gene are analysed by qRT-PCR. Subcellular localization is studied by expressing GFP fusion technology. Gene function is verified by overexpression and CRISPR knockout, gene biochemical characteristics is analysed by prokaryotic expression and eukaryotic expression. The effection of auxin etc. supplying on gene modulation of transgenic plants. The molecular mechanism on the formation of overlapping and curling outwards of head-forming leaf will be comprehensively analysed, which has important scientific value to realize molecular design breeding of head-forming pattern of Chinese cabbage, as well as promote an understanding of the genetic mechanism underlying leafy head formation in Chinese cabbage.
叶球抱合方式是决定大白菜商品器官形状的主要性状。项目组对二倍体大白菜小孢子培养获得的1个DH植株,经组培继代9代,历时7个月,定植于田间,其自交后代在叶球抱合方式上发生了叠抱和舒心两类分离,而其它性状一致。为能够开展大白菜叠抱与舒心的分子机制研究提供了机遇。本研究以上述叠抱和舒心的两类植株为材料,利用基于全基因组重测序的BSA分析,确定大白菜叶球叠抱和舒心形成相关位点,通过基因功能注释、基因表达及差异基因富集通路分析等,定位控制大白菜叠抱与舒心抱合方式的关键基因;分析目的基因表达模式及其调控网络;通过基因过表达、CRISPR敲除等方法,验证基因的生物学功能和生化特性;分析转基因植株外施生长素等植物激素对该基因的调控作用。多水平全方位解析大白菜叶球叠抱、舒心形成分子机制,为阐明大白菜叶球形成与发育奠定基础,对实现大白菜叶球抱合方式这一重要性状的分子设计育种具有重要科学价值。

结项摘要

叶球抱合方式是决定大白菜商品器官形状的主要性状。研究团队在大白菜和甘蓝杂交种的基础上,通过回交、自交和游离小孢子培养获得了添加甘蓝片段的易位系B3-29,该易位系自交后代在叶球抱合方式上发生了叠抱和舒心两类分离,其它性状一致。本研究以上述叠抱和舒心的两类植株为材料,利用基于全基因组重测序的BSA-Seq和转录组分析,确定大白菜叶球叠抱和舒心形成关键基因BraHt1;BSA-Seq和转录组分析均表明激素信号转导通路是影响该性状的关键通路,外施生长素时大白菜叶片卷曲发生变化;分析了叶球抱合方式相关基因的不同时期、不同部位叶片和同一叶片不同部位的基因表达情况;克隆了BraHt1基因及上游序列,该序列与大白菜、甘蓝参考基因组和亲本序列都有较大差异,表明该序列是非同源染色体间重组形成的,启动子活性分析表明该序列具备启动子活性,启动子活性受温度调控,26℃时的启动子活性高于13℃;亚细胞定位分析显示BraHt1蛋白行使功能的位置在细胞核;构建了BraHt1基因RNA干涉表达等载体, BraHt1基因干涉表达的转基因植株较对照叶片明显向外翻卷,表明BraHt1基因与叶片卷曲相关,影响大白菜叶球顶端的抱合形态。该研究成果对大白菜叠抱、舒心叶球抱合方式这一重要性状的分子设计育种具有重要的科学价值,同时为阐明大白菜叶球形成与发育奠定基础。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
多光谱相机成像系统法评价大白菜-甘蓝易位系叶色
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    河北农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刁可宁;张东方;李晓敏;申书兴;王彦华;顾爱侠
  • 通讯作者:
    顾爱侠
Coupling Seq-BSA and RNA-Seq Analyses Reveal the Molecular Pathway and Genes Associated with Heading Type in Chinese Cabbage.
Seq-BSA 和 RNA-Seq 耦合分析揭示了大白菜抽穗类型相关的分子途径和基因
  • DOI:
    10.3389/fgene.2017.00176
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in genetics
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Gu A;Meng C;Chen Y;Wei L;Dong H;Lu Y;Wang Y;Chen X;Zhao J;Shen S
  • 通讯作者:
    Shen S
Comparative transcriptome analysis reveals defense responses against soft rot in Chinese cabbage
比较转录组分析揭示大白菜对软腐病的防御反应
  • DOI:
    10.1038/s41438-019-0149-z
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    HORTICULTURE RESEARCH
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
    Liu, Mengyang;Wu, Fang;Shen, Shuxing
  • 通讯作者:
    Shen, Shuxing

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其他文献

结球甘蓝相对于大白菜的连锁群特异SSR标记建立
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彦华;申书兴;顾爱侠;轩淑欣;陈雪平
  • 通讯作者:
    陈雪平
芸薹属作物EST-SNP的发掘与分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    植物遗传资源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张耿;李雪姣;顾爱侠;赵建军;轩淑欣;王彦华
  • 通讯作者:
    王彦华
大白菜相对于结球甘蓝连锁群特异SSR标记的筛选
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    植物遗传资源学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    轩淑欣;赵建军;顾爱侠;申书兴
  • 通讯作者:
    申书兴
大白菜—结球甘蓝1号染色体二体异附加系的获得与鉴定
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彦华;管志坤;李艳霞;闻晓英;赵建军;顾爱侠;申书兴;吕文欣
  • 通讯作者:
    吕文欣
大白菜硫代葡萄糖甙合成基因SSR标记的开发
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    农业生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    巩红影;罗双霞;顾爱侠;王彦华;赵建军;申书兴
  • 通讯作者:
    申书兴

其他文献

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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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