棉花和拟南芥应答水分胁迫的转录组数据比较分析及基因表达调控网络的构建

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31171276
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    苏震
  • 依托单位：
    中国农业大学
  • 学科分类：
    C0608.生物数据资源与分析方法
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

棉花是世界上重要的经济作物, 水分胁迫是制约棉花产量主要因素之一，目前亟待研究棉花应答水分胁迫基因表达调控的分子机制。本研究利用基因芯片和深度测序以及分子生物学技术，在一个多维的生物信息学分析模式基础上，建立棉花应答水分胁迫的转录组数据挖掘平台。同时充分利用模式植物拟南芥的丰富资源，通过棉花与拟南芥转录组数据的协同分析，构建棉花应答水分胁迫基因表达调控网络，针对关键效应基因确定其转录调控网络和信号转导通路，发掘棉花抗逆候选基因，并克隆和转化到拟南芥中进行功能验证，以期明确其所在的调控通路，为我国棉花分子设计育种提供一批与抗逆（高盐、干旱、低温等）相关的候选基因，并为棉花的遗传改良提供基因资源。

结项摘要

棉花是世界上重要的经济作物, 水分胁迫是制约棉花产量主要因素之一，本研究试图利用棉花和拟南芥应答水分胁迫的转录组数据比较分析以及基因表达调控网络的构建来探索棉花应答水分胁迫的分子机制。首先，我们在基因组、转录组数据整合基础上，利用模式植物拟南芥的组学资源和功能注释，通过比较功能基因组学手段，构建了雷蒙德氏棉功能基因组数据挖掘平台；同时，我们绘制和分析了亚洲棉苗期不同组织应答盐和PEG处理的转录组学数据，并结合公共数据构建了亚洲棉基因共表达网络，通过对亚洲棉基因网络的动态分析，预测了一批可能与棉花抗逆相关的候选基因，其中一个JAZ基因已通过拟南芥转基因实验的初步验证。另外，我们还通过预测手段构建了雷蒙德氏棉和亚洲棉的蛋白-蛋白互作网络。这项研究将为我国棉花分子设计育种提供一批与抗逆相关的候选基因，并为棉花的遗传改良提供基因资源。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Comparative genomic analysis of NAC transcriptional factors to dissect the regulatory mechanisms for cell wall biosynthesis.
NAC转录因子的比较基因组分析，剖析细胞壁生物合成的调控机制
  • DOI：
    10.1186/1471-2105-13-s15-s10
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    BMC bioinformatics
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Yao D;Wei Q;Xu W;Syrenne RD;Yuan JS;Su Z
  • 通讯作者：
    Su Z
PlantGSEA: a gene set enrichment analysis toolkit for plant community.
PlantGSEA：植物群落基因集富集分析工具包
  • DOI：
    10.1093/nar/gkt281
  • 发表时间：
    2013-07
  • 期刊：
    Nucleic acids research
  • 影响因子：
    14.9
  • 作者：
    Yi X;Du Z;Su Z
  • 通讯作者：
    Su Z
CYPSI: a structure-based interface for cytochrome P450s and ligands in Arabidopsis thaliana.
CYPSI：拟南芥细胞色素 P450 和配体的基于结构的接口
  • DOI：
    10.1186/1471-2105-13-332
  • 发表时间：
    2012-12-20
  • 期刊：
    BMC bioinformatics
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Zhang G;Zhang Y;Su Z
  • 通讯作者：
    Su Z
mRNA-seq analysis of the Gossypium arboreum transcriptome reveals tissue selective signaling in response to water stress during seedling stage.
植物棉转录组的 mRNA-seq 分析揭示了苗期水分胁迫响应的组织选择性信号传导
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0054762
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Zhang X;Yao D;Wang Q;Xu W;Wei Q;Wang C;Liu C;Zhang C;Yan H;Ling Y;Su Z;Li F
  • 通讯作者：
    Li F
PNRD: a plant non-coding RNA database.
PNRD：植物非编码 RNA 数据库
  • DOI：
    10.1093/nar/gku1162
  • 发表时间：
    2015-01
  • 期刊：
    Nucleic acids research
  • 影响因子：
    14.9
  • 作者：
    Yi X;Zhang Z;Ling Y;Xu W;Su Z
  • 通讯作者：
    Su Z

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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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