水稻籼粳杂种花粉不育基因Se的克隆和分子机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31571483
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1205.组织器官稳态维持与再生修复
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

F1 hybrid sterility including embryo-sac abortion and pollen sterility frequently occurs in the crosses between subspecies of indica and japonica varieties of rice (Oryza sativa L.), which hinders the transferring of useful genes between the two subspecies, and is a major obstacle for the utilization of the strong heteosis exhibited in the hybrids. Using a japonica variety Taichung 65 (T65) and its near-isogenic line E9, a major locus conferring hybrid male sterility, Se, was identified on chromosome 12 between molecular marker IND9 and LM48 with 0.3 cM and 0.2 cM genetic distance, respectively. High-resolution mapping of 7,274 F3 plants of the T65×E9 cross delimited the Se locus to a 13.1 kb region containing two predicted genes in T65 genome, while the target region in E9 genome contains four predicted gene inside. In this proposed project, we proposed to clone Se by quantitative expression analysis, complementation transformation analysis and protein interaction analysis of the six candidate genes. Furthermore, we proposed to molecularly characterize the function and evolution of Se through a combination of different ways, including subcellular locatization analysis, cytological investigation, RNA-Seq analysis, interaction analysis between Se and other F1 hybrid male sterility genes, allelic variation and molecular evolution analysis. Information and knowledge generated from the proposed project will assist the clarification of the mechanism controling hybrid male sterility and indica-japonica differentiation in rice, and facilitate overcoming reproductive isolation and utilizating strong inter-subspecific heterosis in hybrid rice breeding.
水稻籼粳亚种间具有强大的杂种优势,但是杂种不育限制了亚种间杂种优势的有效利用。我们前期对水稻杂种花粉不育基因Se进行了精细定位,将其限定在水稻第12染色体13.1 kb的物理距离内,通过序列测定发现定位亲本T65在此区域内注释包含2个候选基因,而定位亲本E9在该区域内注释包含4个候选基因。在此基础上,本项目拟通过定量检测、互补转化和蛋白互作研究验证候选基因,明确水稻杂种花粉不育基因Se,通过亚细胞定位、细胞学观察、表达谱研究、互作关系验证和等位基因分析等手段阐明杂种花粉不育基因Se的分子作用机理和进化机制,为其它水稻杂种不育基因的克隆、栽培稻籼粳亚种的分化研究、克服亚种间的生殖隔离和杂种优势的有效利用提供理论指导。

结项摘要

水稻籼粳亚种间具有强大的杂种优势,但是杂种不育限制了亚种间杂种优势的有效利用。本项目通过对水稻杂种花粉不育基因Se进行了精细定位,将其限定在水稻第12染色体13.1 kb的物理距离内,通过序列测定发现定位亲本T65在此区域内注释包含2个候选基因,而定位亲本E9在该区域内注释包含5个候选基因,进一步通过互补转化、基因编辑、细胞学观察和表达谱研究等手段验证候选基因功能,我们提出了Se调控水稻籼粳杂种花粉不育分子机制的初步模型,包含毒蛋白基因和解毒蛋白基因间的互作导致Se来源于T65的花粉败育,而Se来源于E9的花粉可育。本项目研究及后续Se分子作用机制进一步的完善将为其它水稻杂种不育基因的克隆、栽培稻籼粳亚种的分化研究、克服亚种间的生殖隔离和杂种优势的有效利用提供了理论指导。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
水稻矮生功能基因研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科技论文在线精品论文
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王嫚;赵苑秀;刘自强
  • 通讯作者:
    刘自强
Identification of S23 causing both interspecific hybrid male sterility and environment-conditioned male sterility in rice
引起水稻种间杂种雄性不育和环境条件雄性不育的S23的鉴定
  • DOI:
    10.1186/s12284-019-0271-4
  • 发表时间:
    2019-02-28
  • 期刊:
    RICE
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Fang, Chaowei;Li, Le;Liu, Ziqiang
  • 通讯作者:
    Liu, Ziqiang
Genetic characterization of the chromosome single-segment substitution lines of O. glumaepatula and O. barthii and identification of QTLs for yield-related traits
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  • DOI:
    10.1007/s11032-019-0960-0
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Molecular Breeding
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Hanwei Zhao;Lingling Sun;Tianyi Xiong;Zhangqiang Wang;Yu Liao;Tuo Zou;Mingmin Zheng;Zhe Zhang;Xiaoping Pan;Ning He;Guiquan Zhang;Haitao Zhu;Ziqiang Liu;Ping He;Xuelin Fu
  • 通讯作者:
    Xuelin Fu
偏孟德尔分离的遗传学实验设计与探讨
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    遗传
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘自强;赵苑秀;傅雪琳;李楠
  • 通讯作者:
    李楠
一个水稻矮生突变体的表型和遗传分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科技论文在线
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王嫚;唐文武;刘自强
  • 通讯作者:
    刘自强

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  • 作者:
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    贾国栋

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水稻抽穗期新基因LHD4的图位克隆和功能鉴定
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    31200905
  • 批准年份:
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    青年科学基金项目

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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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