花生Cu/Zn-SOD活性响应干旱胁迫的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31201167
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    张昆
  • 依托单位：
    山东农业大学
  • 学科分类：
    C1309.稻类作物栽培学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2012
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Peanut is an important oil crop in China. Drought stress causes most serious harm to peanut production.Superoxide dismutase is key enzyme in resisting oxidative damage caused by drought stress. Superoxide dismutase activity is closely related to drought resistance. Most of the superoxide dismutase in peanut is Cu/Zn superoxide dismutase. There are big differences among germplasms and drought stresses in peanut. Our recent research showed that there is no difference in gene structure among most peanut germplasms from four types of peanut (A. hypogaea L.). The changing mechanism of SOD activity has not been reported in peanut at the gene transcription level. This project plans to select peanut germplasms with different drought resistance and different SOD activity. And let them exposed to different degree and sustaining time of drought stress. Using NBT method to determine Cu/Zn superoxide dismutase activity and using RT-PCR method to determine gene expressive quantity. And then relationship between the Cu/Zn superoxide dismutase activity and gene expressive quantity of different treatments be analyzed. The purpose is to reveal the regulation mechanism of changes in Cu/Zn superoxide dismutase activity at gene transcription level, which has an important significance in study on the regulation pathway of Cu/Zn superoxide dismutase activity and drought resistance mechanism. And it also has reference value for development of drought resistant cultivation and screening of excellent germplasm in peanut.
花生是重要油料作物，干旱是影响花生生产的主要逆境因子。超氧化物歧化酶(SOD)是抵御干旱引起的活性氧氧化损伤的关键酶，SOD活性与抗旱性密切相关。花生中起主要作用的是Cu/Zn-SOD。花生种质间、干旱处理间SOD活性具有较大差异，而本课题组近期研究了花生四大类型代表种质，没发现种质间Cu/Zn-SOD结构基因有差异。花生SOD基因转录水平调控SOD活性的研究未见报道。本项目拟选用不同抗旱性及不同SOD活性的花生种质，进行不同胁迫程度、不同胁迫持续时间的干旱处理，测定叶片Cu/Zn-SOD活性，通过荧光定量PCR检测Cu/Zn-SOD基因表达量，分析不同种质、不同干旱胁迫下Cu/Zn-SOD活性变化和基因表达量的关系，揭示花生Cu/Zn-SOD活性变化在基因转录水平的调控机制。对探讨花生SOD活性的调控途径及抗旱机理具有重要意义，对研发抗旱栽培措施和筛选抗旱种质亦有参考价值。

结项摘要

花生是重要油料作物，干旱是影响花生生产的主要逆境因子。超氧化物歧化酶(SOD)是抵御干旱引起的活性氧氧化损伤的关键酶，SOD活性与抗旱性密切相关。本项目选用不同抗旱性及不同SOD 活性的花生种质， 进行不同胁迫程度和不同胁迫持续时间处理，分析不同种质、不同干旱胁迫下SOD 活性变化和基因表达量的关系，揭示花生SOD 活性变化在基因转录水平的调控机制。主要研究结果如下： .（1）干旱胁迫下不同品种/种质SOD基因转录水平表达量的分析.品种间SOD活性与基因转录水平的表达量呈极显著正相关；干旱胁迫下基因转录水平的表达量与品种抗旱性呈极显著正相关，基因转录水平的表达量可作为品种抗旱性机制的鉴定评价指标。.（2）不同程度干旱胁迫SOD基因表达量及酶活性变化规律及机制.随胁迫程度增加SOD基因转录水平相对表达量呈先增加再降低的趋势；中度干旱胁迫时相对表达量均达到峰值并趋于稳定。SOD酶的活性，随着干旱胁迫程度的增加，呈现先升高后降低的趋势。不同品种不同干旱胁迫程度变化规律存在差异。轻度干旱胁迫下5个品种SOD酶活性均有不同程度的升高，而中度干旱胁迫下仅抗旱性强的山花11号、农大818、如皋西洋生3个品种的SOD酶活性升高，抗旱性弱的白沙1016和ICG6848则降低；重度干旱下所有品种的SOD酶活性均降低。SOD酶活性、基因表达量均与品种的抗旱性显著正相关。.（3)不同胁迫持续时间下花生SOD基因在品种间的表达差异分析.PEG胁迫下不同抗旱性品种叶片SOD活性及AhCSD2基因转录水平表达量差异极显著；抗旱品种山花11号和冀花4号AhCSD2转录水平表达量和SOD活性极显著高于不抗旱品种白沙1016和Krapt.st.16；SOD基因转录水平和SOD活性分别于处理12 h和24 h时达到峰值，且呈极显著正相关；结果表明花生SOD活性受基因转录水平的调控。.（4）花生单叶Cu/Zn-SOD 基因表达量和酶活性的变化动态.花生叶片生长过程中SOD活性呈现先上升后降低的趋势，但干旱胁迫后SOD的变化品种间有较大差异，不同时间干旱胁迫均导致山花11号叶片SOD活性增加，而白沙1016在干旱前期SOD活性增加，30天以后SOD活性比对照的降低。SOD基因表达量呈现基本一致的规律。表明，叶片生长过程中，SOD活性受基因转录水平的调控。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
不同抗旱性花生品种根系形态及生理特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    厉广辉;万勇善;刘风珍;张昆
  • 通讯作者：
    张昆
花生Cu/Zn-SOD基因(AhCSD1)克隆及品种间等位多态性分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    分子植物育种
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘风珍;于元杰;张昆;万勇善
  • 通讯作者：
    万勇善
不同抗旱性花生品种的叶片形态及生理特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中国农业科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张昆;刘风珍;刘丹丹;万勇善
  • 通讯作者：
    万勇善
花生不同品种叶片类黄酮含量和相关合成酶活性对PEG胁迫的响应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    中国油料作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    孙利;万勇善;刘风珍;孙爱清;张昆
  • 通讯作者：
    张昆
Establishment of Sowing Date Suitability Evaluation Model of Peanut in Shandong Province
山东省花生播期适宜性评价模型的建立
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014-03
  • 期刊：
    SENSOR LETTERS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Kun Zhang, Xiansheng Zhang, Yongshan Wan∗
  • 通讯作者：
    Kun Zhang, Xiansheng Zhang, Yongshan Wan∗

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AI项目解读示例

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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