小麦NF-YB转录因子家族成员介导植株抵御干旱逆境的分子机理

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31872869
  • 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

Through transcriptionally regulation of downstream stress-responsive genes, NF-Y type transcription factors play critical roles in mediating plant drought stress tolerance. In this project, based on our previous research results and using ten NF-YB transcription factor encoding genes of wheat (TaNF-YB1-TaNF-YB10) as basis, we will investigate the expression paterns of these tested genes in responding drought stress by using qRT-PCR, detect the distribution pattern of the fusion of each NF-YB with reporter protein green fluorescent protein (GFP) by which to understand the subcellular localizations of the NF-YB subunits, and identify distinct wheat NF-YC and NF-YA subunits that interact with the tested TaNF-YB transcription factors by performing yeast two hybridization (Y-2H) and bimolecular fluorescence complementation (BiFC) analyses, by which to elucidate the interaction models among these TaNF-YBs, TaNF-YCs and TaNF-YAs. In addition, we will identify the function of the tested wheat NF-YB encoding genes in mediating plant drought stress tolerance based on gene overexpression and RNAi methods, dissect the transcriptome, proteomics, gene network and corresponding biochemical pathway modulated by important wheat NF-YB genes by RNA-seq and iTRAQ approaches. Our current project can elucidate the functions and the related molecular mechanisms of the wheat NF-YB family members in mediating the plant drought stress tolerance.
NF-Y型转录因子通过在转录水平上对下游逆境响应基因进行调控,在介导植株抵御干旱胁迫逆境中发挥着重要作用。本课题在前期工作基础上,以在小麦中鉴定的10个NF-YB转录因子家族基因(TaNF-YB1~TaNF-YB10)为基础,采用实时定量PCR技术系统研究供试基因应答干旱逆境的时空表达模式;通过检测供试基因与绿色荧光蛋白基因(GFP)融合蛋白分布部位,明确供试基因编码蛋白亚细胞定位特征;利用酵母双杂交辅以BiFC技术,鉴定供试基因编码NF-YB蛋白可能互作的NF-YC和NF-YA组分,阐明小麦NF-Y转录因子亚基构成模式;通过基因过表达和表达干涉技术,鉴定供试基因介导植株抵御干旱逆境的能力;采用高通量RNA-Seq和iTRAQ技术,解析重要TaNF-YB基因特异调控的转录谱、蛋白谱、基因网络和生化代谢途径。通过研究系统阐明小麦NF-YB型转录因子基因介导植株抵御干旱逆境的功能和分子机制。

结项摘要

1..明确了NF-YB基因应答干旱表达模式、编码蛋白亚细胞定位特征.小麦NF-YB转录因子基因TaNF-YB3、TaNF-YB5、TaNF-YB6、TaNF-YB8和TaNF-YB11对干旱逆境产生应答。上述基因在干旱胁迫下表达发生改变,参与植株对干旱逆境的适应和抵御过程。上述小麦NF-YB基因编码蛋白定位于细胞核内。.2. 阐明了NF-YB转录因子家族基因编码蛋白互作组分和转录组特征及生化途径.鉴定了TaNF-YB11、TaNF-YB5和TaNF-YB6与NF-YA和NF-YC互作组分,包括TaNF-YA7、TaNF-YA1和TaNF-YC1。转录组分析表明, NF-YB基因对干旱处理植株中众多基因进行调控调控,在功能上归属与“生物学过程”、“细胞组分”和“分子功能”三个主要类别。 .3. 解析了NF-YB转录因子家族基因介导植株抵御干旱逆境能力及机制.建立了TaNF-YB11、TaNF-YB5和TaNF-YB6转化株系,鉴定了上述基因介导植株抵御干旱胁迫逆境的生物学功能。上述基因通过调控气孔关闭速率、细胞渗透调节物质合成、细胞保护酶活性以及相关酶编码基因转录,增强干旱逆境下植株光合能力、器官建成和干物质生产。 .4. 探明了NF-YB转录因子家族基因互作组分抵御干旱逆境功能及作用机制.对与NF-YB基因互作组分TaNF-YA7、TaNF-YA1和NF-YC家族成员抵御干旱胁迫功能进行了鉴定。上述NF-YB蛋白互作组分基因在表达特征上呈干旱诱导模式,上调表达调控干旱响应相关生理过程,包括根系建成和渗透调节物质合成及信号转导分子过程,增强植株抵御干旱胁迫功能。.5. 阐明了NF-YB转录因子家族基因调控因子抵御干旱逆境功能.对调控NF-YB基因包括ABA受体基因TaPYL4、TaPYR1及调控因子小分子RNA成员TaMIR5086和tae-miR8674a分子特征及介导植株抵御干旱胁迫的功能进行了研究。上述调控因子通过调控干旱处理下干旱逆境响应和抵御基因转录效率,影响植株干旱适应相关生化代谢,对植株适应干旱逆境的能力进行调控。.课题关键数据:获得了小麦种属NF-YB家族成员应答干旱胁迫表达、分子特征和介导植株抵御干旱相关形态、生理生化和分子过程相关关键数据。 .课题科学意义:揭示了重要应答干旱胁迫的小麦NF-YB转录因子家族基因介导植株抵御干旱逆境功能及分子机理。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effects of N input level on the N-associated traits and physiological processes of winter wheat cultivated under water-saving condition
氮输入水平对节水条件下冬小麦氮素相关性状及生理过程的影响
  • DOI:
    10.1080/01904167.2020.1783307
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Plant Nutrition
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Ruize Lin;Xinyang Bai;Fangafang Li;Shuang Zhang;Le Han;Kai Xiao
  • 通讯作者:
    Kai Xiao
ae-miR9674a, a microRNA member of wheat, confers plant drought and salt tolerance through modulating the stomata movement and ROS homeostasis
ae-miR9674a 是小麦的 microRNA 成员,通过调节气孔运动和 ROS 稳态赋予植物耐旱和耐盐能力
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Plant Biotechnology Reports
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Ling Wang;Xinyang Bai;Yuanjinzi Qiao;Lili Si;Zidi Yu;Chenyang Ni;Tianjiao Li;Chengjin Guo;Kai Xiao
  • 通讯作者:
    Kai Xiao
TaMPK2B, a member of the MAPK family in T. aestivum, enhances plant low-Pi stress tolerance through modulating physiological processes associated with phosphorus starvation defensiveness
TaMPK2B 是小麦 MAPK 家族的成员,通过调节与磷饥饿防御相关的生理过程来增强植物低磷胁迫耐受性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Plant Science
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jinghua Bai;Yameng Xie;Meihua Shi;Sufei Yao;Wenjing Lu;Kai Xiao
  • 通讯作者:
    Kai Xiao
Characterization on yields, osmotic stress-associated traits, and expression patterns of ABA receptor genes in winter wheat under deficit irrigation
缺水灌溉下冬小麦产量、渗透胁迫相关性状和 ABA 受体基因表达模式的表征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Plant Production
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Xinyang Bai;Liguo Guo;Ruize Lin;Le Han;Kai Xiao
  • 通讯作者:
    Kai Xiao
TaMIR5086, a microRNA member in T. aestivum, confers plants drought tolerance via modulating stomata movement and antioxidant enzyme activities
TaMIR5086 是小麦中的 microRNA 成员,通过调节气孔运动和抗氧化酶活性赋予植物耐旱性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Agriculture and Biology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yingjia Zhao;Menhao Zhao;Guiqing Shi;Lan Wang;Chenyang Ni;Zehui Wang;Ying Zhang;Han Xue;Kai Xiao
  • 通讯作者:
    Kai Xiao

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    2021
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  • 作者:
    史本凯;杨会峰;曹航;肖凯
  • 通讯作者:
    肖凯

其他文献

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小麦小分子RNA TaMIR1118及其靶基因钙调素TaCaM2模块介导植株抵御低氮逆境分子机理
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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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