GIGANTEA基因响应干旱胁迫调控生殖生长的生理与分子机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31901963
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1501.果树生理与栽培学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Moderate drought stress is one of the inducing factors of flower bud differentiation in fruit trees. It can not only promote normal flowering, but also induce off-season flowering. At the same time, it can also increase the quantity and quality of flowers, and achieve the purpose of changing the maturity of the fruit and improving the quality. The GIGANTEA (GI) gene encodes a specific nuclear protein, which is an important flowering regulator in the long-day flowering pathway, and participates in circadian rhythm regulation of flowering and stress-induced flowering. Our previous research found that GI not only responds to drought stress but also participates in citrus flowering. This project intends to analyze the function and regulation mechanism of citrus GI gene, and isolate the upstream and downstream regulatory genes by yeast one-hybrid and yeast two-hybrid, and transgenic knockout and overexpression to study the function of the gene, and then reveal the role of this gene in the process of citrus flowering and resistance to drought stress, follow the interaction of upstream and downstream genes, find more reproductive-related genes and reveal the mechanism of gene and environment, gene and gene network regulation. The results have important theoretical significance for people to understand the regulation mechanism of stress on plant flowering process from the molecular level. Meanwhile, it can also provide theoretical basis for citrus drought resistance mechanism, water saving irrigation, flower regulation, unseasonal cultivation and high yield cultivation techniques.
适度的干旱胁迫是果树花芽分化的诱导因子之一,其不仅可以促进正常开花,而且可以诱导反季节开花,同时还可以提高花的数量和质量,进而改变成熟期和提高果实品质。GIGANTEA(GI)基因编码一种特异性核蛋白,在长日照开花途径中作为重要的开花调控因子,参与生理节律开花与逆境调控。我们前期研究发现GI不仅响应干旱胁迫而且还参与柑橘成花。本项目拟对柑橘GI基因的功能及其调控机理进行解析,以酵母单双杂交分离上下游的调控基因,转基因敲除及超量表达研究该基因功能,进而揭示该基因在柑橘成花及抵抗干旱胁迫过程的作用,顺着上下游基因的相互作用,找到更多生殖发育相关的基因并揭示基因与环境、基因与基因网络调控的机理,对人们从分子水平上认识和理解逆境对植物生殖发育过程的调控机制具有重要的理论意义。同时也可为柑橘的抗旱机理、节水灌溉、调控开花、错季栽培及丰产栽培技术提供理论依据。

结项摘要

适度的干旱胁迫是果树花芽分化的诱导因子之一。我们前期研究发现GIGANTEA(GI)不仅响应干旱胁迫而且还参与柑橘成花。本项目主要基于上述线索完成了如下内容:CiGI在柑橘中存在CiGIa和CiGIβ两个选择性剪切本,遗传转化烟草发现,CiGIa具有早花作用并且增强了转基因植物对干旱的敏感性,而CiGIβ没有表现出干旱和开花的功能;进一步在柠檬中干涉与超表达该基因,其结果与烟草一致,这些结果表明CiGIa在干旱诱导柑橘开花的过程中充当关键角色;通过GUS组织化学染色和GUS活性定量发现CiGI的启动子也受干旱诱导并且发现CiFD可以结合到CiGI的启动子上,有意思的是CiFD也发生了选择性剪切并产生CiFDa和CiFDβ两个剪切本,转化烟草和柑橘发现CiFD的两个剪切本都可以促进转基因烟草和柑橘开花,说明CiFD在柑橘开花的过程中也充当了关键角色;利用酵母和Pull-down实验证实了CiLHY与CiGI蛋白互作,并且发现CiLHY可以结合到CiNF-YA1的启动子上促进其表达,进而增强柑橘对干旱的敏感性;同时CiLHY也与CiFT结合促进柑橘开花。基于上述结果,提出了在干旱条件下,CiGI调控柑橘生殖生长的模型:干旱胁迫下,CiFD被干旱诱导并结合到CiGI的启动子上,促进CiGIa的表达,随后招募大量的CiLHY蛋白与之形成复合物,CiGIa-CiLHY复合物可以直接结合到CiFT的启动子并且激活其表达,促使植物提早开花;CiGIa-CiLHY复合物也可以直接作用于CiNF-YA1的启动子激活其表达,在干旱逃逸中发挥作用。实验结果为柑橘的抗旱机理、调控开花及错季栽培提供了理论依据。

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)
Characteristics of photosynthesis and vertical canopy architecture of citrus trees under two labor-saving cultivation modes using unmanned aerial vehicle (UAV)-based LiDAR data in citrus orchards.
基于无人机激光雷达数据的柑橘园两种省力栽培模式下柑橘树光合作用和垂直冠层结构特征
  • DOI:
    10.1093/hr/uhad018
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
    Horticulture research
  • 影响因子:
    8.7
  • 作者:
  • 通讯作者:
Evaluating the Performance of Hyperspectral Leaf Reflectance to Detect Water Stress and Estimation of Photosynthetic Capacities
评估高光谱叶片反射率检测水分胁迫和估计光合能力的性能
  • DOI:
    10.3390/rs13112160
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Jing-Jing Zhou;Ya-Hao Zhang;Ze-Min Han;Xiao-Yang Liu;Yong-Feng Jian;Chun-Gen Hu;Yuanyong Dian
  • 通讯作者:
    Yuanyong Dian
不同栽培模式的纽荷尔脐橙果实品质分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    华中农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡青青;佃袁勇;龚赞;张金智;胡春根;刘永忠;雷宏伟;袁开昌;周靖靖
  • 通讯作者:
    周靖靖

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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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