玉米转录因子ZmCCT逆境应答的表观调控机制及抗逆作用机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31871638
  • 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

Maize is the largest cultivated crop worldwide and plays key role towards food security around the world. In a previous work, we identified a QTL named ZmCCT, which encodes a transcription factor and is important for resistance to stalk rot in maize. Further, a polymorphic CACTA-like transposable element (TE1) was found to locate at the upstream of ZmCCT. TE1 insertion changed epigenetic modifications and triggered a drastic but transient induction gene expression of ZmCCT, resulting in susceptibility to stalk rot disease. We proved that this transposon directed epigenetic regulation in ZmCCT upon pathogen challenge. Previous studies have showed that ZmCCT tended to have pleiotropism. We found that ZmCCT could respond to low nitrogen and high salt stress conditions and enhance the adaption to abiotic stress of maize. At present, the roles and regulatory mechanisms of maize ZmCCT gene in plant stress tolerance were still unknown. In this project, we will further plan to integrate the approaches of epigenetic and biochemical strategies to discover the mechanisms of transposon-directed epigenetic regulation of ZmCCT,which proteins interact with ZmCCT, what downstream targets regulated by ZmCCT and what are their signaling roles during the resistance process. Together, this work will contribute to analyze the stress tolerance mechanism of ZmCCT gene in maize. Our study will provide novel views to understand mechanism to control Gibberella stalk rot and other stress conditions, and will also provide new inspiration for deploying broad-spectrum resistance maize varieties.
玉米是世界上广泛种植的粮、饲兼用的重要作物。玉米茎腐病是世界各玉米产区普遍发生的、危害严重的土传真菌病害。前期,我们克隆到玉米抗茎腐病基因ZmCCT,并发现其调控区域存在一个转座子TE1的插入。TE1的插入介导了ZmCCT迅速响应病原菌侵染的动态表观遗传调控机制。此外,ZmCCT基因区段是许多重要农艺性状QTL定位的热点区域。除抗病外,我们发现ZmCCT还参与低氮和高盐等逆境胁迫,具有一因多效性。目前,ZmCCT基因如何参与抗病、低氮和高盐等逆境胁迫的分子作用机理尚不清楚。本研究将利用表观遗传学及生物化学等研究方法,进一步鉴定TE1插入对ZmCCT基因响应低氮和高盐逆境胁迫的表观调控机制;筛选并鉴定ZmCCT互作蛋白复合体及保守的氨基酸序列;明确其靶基因及其可能参与的逆境信号传导途径;探讨ZmCCT介导的抗逆分子调控机制。本研究将为创新抗逆种质资源和培育持久抗性品种提供理论基础。

结项摘要

玉米是世界上广泛种植的粮、饲兼用的重要作物。玉米茎腐病是世界各玉米产区普遍发生.的、危害严重的土传真菌病害。前期,我们克隆到玉米抗茎腐病基因ZmCCT,并发现其调控区域.存在一个转座子TE1的插入。TE1的插入介导了ZmCCT迅速响应病原菌侵染的动态表观遗传调控.机制。此外,ZmCCT基因区段是许多重要农艺性状QTL定位的热点区域。除抗病外,我们发现Zm.CCT还参与低氮和高盐等逆境胁迫,具有一因多效性。目前,ZmCCT基因如何参与抗病、低氮和.高盐等逆境胁迫的分子作用机理尚不清楚。本研究将利用表观遗传学及生物化学等研究方法,.进一步鉴定TE1插入对ZmCCT基因响应低氮和高盐逆境胁迫的表观调控机制;筛选并鉴定ZmCCT.互作蛋白复合体及保守的氨基酸序列;明确其靶基因及其可能参与的逆境信号传导途径;探讨.ZmCCT介导的抗逆分子调控机制。本研究将为创新抗逆种质资源和培育持久抗性品种提供理论.基础

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(0)
The COMPASS-like complex modulates fungal development and pathogenesis by regulating H3K4me3-mediated targeted gene expression in Magnaporthe oryzae.
COMPASS 样复合物通过调节稻瘟病菌中 H3K4me3 介导的靶向基因表达来调节真菌发育和发病机制
  • DOI:
    10.1111/mpp.13035
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Molecular plant pathology
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Zhou S;Liu X;Sun W;Zhang M;Yin Y;Pan S;He D;Shen M;Yang J;Zheng Q;Wang W
  • 通讯作者:
    Wang W
玉米ZmCCT基因缺失区段原核表达载体的 构建与蛋白表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    北京农学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐阳;崔丽娥;赵新玉;张兆恒;王丽;宋亚申;王维香
  • 通讯作者:
    王维香
Multi-Omics Analysis Reveals a Regulatory Network of ZmCCT During Maize Resistance to Gibberella Stalk Rot at the Early Stage.
多组学分析揭示了 ZmCCT 在玉米早期抗赤霉病茎腐病过程中的调控网络
  • DOI:
    10.3389/fpls.2022.917493
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae
使用稻瘟病菌染色质免疫沉淀测序方法对组蛋白修饰分布进行全基因组分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    JOVE
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zechi Wu;Wanyu Sun;Sida Zhou;Li Zhang;Xinyu Zhao;Yang Xu;Weixiang Wang
  • 通讯作者:
    Weixiang Wang

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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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