百合双色花转录因子LhMYB305控制花青素苷合成的上游调控机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31672196
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    明军
  • 依托单位：
    中国农业科学院蔬菜花卉研究所
  • 学科分类：
    C1507.观赏园艺学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Lily (Lilium L.) is a worldwide important ornamental plant. Lily hybrids with bicolor flowers have high ornamental values due to their unique color patterning. We have elucidated LhMYB305 gene regulates the development of lily bicolor tepals by regulating the anthocyanin biosynthesis pathway. But the mechanism involved in regulating the spatial-temporal expression of LhMYB305 is still unknown. In this present proposal, we will carry out the following study：firstly, bisulfite sequencing PCR will be used to uncover whether the methylation levels of LhMYB305 promoter regulates the spatial-temporal expression of LhMYB305 in tepals at four development stages. Secondly, upstream genes, determining the spatial-temporal expression of LhMYB305, will be screened via yeast one-hybrid analysis. And then, electrophoretic mobility shift assay and dual-luciferase reporter assay system will be used to confirm the interaction of candidate genes with LhMYB305 promoter and the transcriptional activity of candidate genes, respectively. The function of the genes will be determined by subcellular localization, expression analysis, and overexpression in tobacco plants. The present proposal will elucidate the mechanism involved in regulating the spatial-temporal expression of LhMYB305, which will provide some important candidate genes for breeding to change flower colors in lily cultivars. Therefore, the present proposal is of both practical and theoretical significance.
百合是世界重要观赏植物，其双色花类型极具观赏价值，探明双色花形成和调控的分子机理对百合花色改良具有重要意义。项目组前期研究发现：LhMYB305基因调控着百合双色花中花青素苷的生物合成，但调控LhMYB305基因特异性表达的上游调控机制尚未揭示。因此，本申请拟在已有研究基础上，测定花蕾不同发育时期花被片白色和紫红色区LhMYB305基因启动子甲基化动态变化，明确甲基化与LhMYB305基因表达的关系；通过酵母单杂交筛选直接调控LhMYB305基因时空表达的上游转录因子，然后运用凝胶迁移（EMSA）技术对候选上游转录因子与LhMYB305基因启动子进行体外结合试验，并运用双荧光素酶报告基因检测技术检测候选转录因子转录活性，再通过转化烟草对候选转录因子进行功能鉴定。以此，阐明调控LhMYB305基因表达的上游直接调控机制，明确百合双色花形成的分子机理，为百合花色分子改良提供基因储备和理论依据。

结项摘要

百合双色花极具观赏价值，探明其形成和调控的分子机理对百合花色改良具有重要意义。项目组前期研究发现：LhMYB305（LhMYB12-lat）基因调控着百合双色花中花青素苷的生物合成，但调控该基因特异性表达的上游调控机制尚未揭示。本项目研究通过染色体步移克隆获得该基因上游3222 bp的启动子序列。在此基础上，测定了不同时期双色花上下部该基因启动子甲基化程度，结果表明其启动子甲基化程度不参与调控该基因特异性表达；通过酵母单杂交筛选到13个直接调控该基因时空表达的上游转录因子，亚细胞定位结果表明候选转录因子定位于细胞核；运用双荧光素酶报告基因检测技术检测结果表明候选转录因子LhBED、LhARR、LhMYB、LhAUX具有强激活该基因表达活性、候选转录因子LhARF具有抑制其表达的活性；酵母单杂交试验表明LhBED、LhARR、LhMYB、LhAUX候选转录因子可以直接结合该基因启动子上。在此基础上，进一步构建过了表达载体转化烟草和拟南芥进行了功能验证。通过本项目的实施进一步阐明了百合双色花形成的分子机理，为百合花色分子改良提供基因储备和理论依据。发表SCI论文6篇，中文核心1篇。培养博士研究生三名，硕士研究生两名。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
百合花青素苷呈色类型中3种R2R3-MYBs基因的差异表达
  • DOI：
    10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0241
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    园艺学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹雨薇;徐雷锋;杨盼盼;徐华;何国仁;唐玉超;任君芳;明军
  • 通讯作者：
    明军
Virus-induced Phytoene Desaturase (PDS) Gene Silencing Using Tobacco Rattle Virus in Lilium × formolongi
使用烟草响铃病毒在百合中进行病毒诱导的八氢番茄红素去饱和酶 (PDS) 基因沉默
  • DOI：
    10.1016/j.hpj.2018.10.002
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Horticultural Plant Journal
  • 影响因子：
    5.7
  • 作者：
    Hua Xu;Leifeng Xu;Panpan Yang;Yuwei Cao;Yuchao Tang;Guoren He;Suxia Yuan;Jingyi Lei;Jun Ming
  • 通讯作者：
    Jun Ming
Tobacco rattle virus-induced PHYTOENE DESATURASE (PDS) and Mg-chelatase H subunit (ChlH) gene silencing in Solanum pseudocapsicum L.
烟草脆裂病毒诱导茄科植物中的六氢番茄红素脱饱和酶 (PDS) 和镁螯合酶 H 亚基 (ChlH) 基因沉默。
  • DOI：
    10.1002/2015gc005948
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    PeerJ
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Hua Xu;Leifeng Xu;Panpan Yang;Yuwei Cao;Yuchao Tang;Guoren He;Suxia Yuan;Jun Ming
  • 通讯作者：
    Jun Ming
Spatiotemporal Transcriptome Analysis Provides Insights into Bicolor Tepal Development in Lilium “Tiny Padhye”
时空转录组分析提供了对百合“Tiny Padhye”双色花被发育的见解
  • DOI：
    10.3389/fpls.2017.00398
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Xu L;Yang P;Feng Y;Xu H;Cao Y;Tang Y;Yuan S;Liu X;Ming J
  • 通讯作者：
    Ming J
Histological and Transcriptomic Analysis during Bulbil Formation in Lilium lancifolium
兰西百合珠芽形成过程中的组织学和转录组学分析
  • DOI：
    10.3389/fpls.2017.01508
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Yang P;Xu L;Xu H;Tang Y;He G;Cao Y;Feng Y;Yuan S;Ming J
  • 通讯作者：
    Ming J

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  • 作者：
    梁云;冯慧颖;徐雷锋;葛亮;袁素霞;刘春;明军
  • 通讯作者：
    明军

其他文献

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明军的其他基金

转录因子LlWOX11调控百合珠芽形成的分子机制
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    58 万元
  • 项目类别：
    面上项目
RNA介导的百合双抗CMV和LMoV病毒研究
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    31272205
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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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