PPFS调节多倍体水稻花粉育性的功能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31140033
  • 项目类别：
    专项基金项目
  • 资助金额：
    10.0万
  • 负责人：
    何玉池
  • 依托单位：
    湖北大学
  • 学科分类：
    C0207.植物生殖与发育
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2012-12-31

项目摘要

多倍化是水稻育种的重要途径，而减数分裂紊乱导致的低结实率一直是多倍体水稻育种的瓶颈。我们成功选育了高结实性减数分裂稳定品系PMeS，从而突破了这一难题。前期研究表明PMeS水稻花粉育性正常，减数分裂时期PPFS(Polyploid-Pollen-Fertility-Stability)的表达显著高于非PMeS。ppfs突变体花粉育性显著下降，基因功能补偿后育性恢复正常。本研究拟以此为切入点探讨PPFS对PMeS水稻花粉育性调节的分子机制。通过调查影响PMeS水稻花粉育性的关键细胞学事件和特殊调控机制，研究PPFS对减数分裂，花粉的育性和结构的调节作用；通过分析其在PMeS水稻花粉发育中的动态表达及甲基化修饰，明确调节PPFS功能的分子机制；同时探讨可能参与这一发育过程调控的内源激素信号。以期详细解读PPFS 调节PMeS水稻花粉育性的具体功能，为多倍体水稻育种中关键种质的选择提供理论依据。

结项摘要

多倍化是水稻育种的重要途径，但因减数分裂紊乱导致的低结实率一直是制约多倍体水稻育种的瓶颈。减数分裂稳定品系PMeS的成功选育，突破了低结实的难关。前期研究证实PMeS花粉育性正常并高结实。采用比较蛋白质组学方法分析PMeS与非PMeS减数分裂时期花药蛋白质的差异表达，筛选出了在PMeS中显著高表达的ABC家族成员PPFS(Polyploid-Pollen-Fertility-Stability)，定量PCR证实其显著高表达。ppfs花粉育性显著下降，减数分裂和早期花粉出现异常，基因功能补偿后恢复正常。GUS 染色显示该基因在花药和子房中优势表达，说明该基因具组织表达的特异性。不同发育时期的子房表达模式存在一定差异，早期主要在胚中表达，灌浆期则在胚乳中也有部分表达；在不同发育时期的花药中均可以检测到表达；但在营养体根、茎、叶中未检测到表达。进一步对ppfs花粉发育特点进行分析，结果表明ppfs减数分裂前期及减数分裂期表现出孢原细胞及花粉母细胞出现皱缩，退化等现象，从而导致减数分裂以及花粉发育的早期，中期出现系列异常，最终出现大量败育花粉。突变体与野生型相比，结实率显著下降，突变体的结实率低于20% %，相反对照的结实率则高达70.34% ，进一步分析表明胚胎败育主要发生在胚胎发育早期以及灌浆期。关于PPFS影响花粉发育的具体机理有待进一步深入研究。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
Development and characterization of synthetic amphiploid (AABB) between Oryza sativa and Oryza punctata
稻和点稻合成双倍体 (AABB) 的发育和表征
  • DOI：
    10.1007/s10681-012-0821-y
  • 发表时间：
    2013-01-01
  • 期刊：
    EUPHYTICA
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Wang, Aiyun;Zhang, Xianhua;Cai, Detian
  • 通讯作者：
    Cai, Detian
Aerenchyma formation and increased accumulation of free proline in roots of xerophytic Aloe vera L. cultured in nutrient solutions
营养液中培养的旱生库拉索芦荟根部通气组织的形成和游离脯氨酸积累的增加
  • DOI：
    10.5897/jmpr11.1221
  • 发表时间：
    2012-01
  • 期刊：
    Journal of Medicinal Plants Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Yuci He(何玉池);Xiaoqiao Xue;Jinming Zhang;Hongxia Ma;Yi Tu;Jianjun Chen;Fazhi Chen;Hongliang Xu;Zhaojian Song;Detian Cai
  • 通讯作者：
    Detian Cai

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    作物学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    宋兆建;2 College of Life Sciences,Wuhan University,Wuhan;杜超群;胡亚平;唐志强;陈冬玲;何玉池;何光存;蔡得田;SONG Zhao-Jian1,DU Chao-Qun1,HU Ya-Ping1,TANG Zhi-
  • 通讯作者：
    SONG Zhao-Jian1,DU Chao-Qun1,HU Ya-Ping1,TANG Zhi-
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    吕品苍;王维;屈天歌;贺文婷;刘勇涛;张献华;何玉池;宋兆建;蔡得田
  • 通讯作者：
    蔡得田

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何玉池的其他基金

多倍体水稻花粉育性稳定的细胞及分子机制研究
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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

        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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