水稻着丝粒DNA变异及其影响植株生长发育机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31370216
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    78.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0207.植物生殖与发育
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The centromere of eukaryotic chromosomes is essential for the faithful segregation and inheritance of genetic information. It serves at the site for assembly of the proteinaceous kinetochore to which spindle microtubules attach during mitosis and meiosis. The centromere is a complex composed of centromeric proteins and DNA motifs in many higher eukaryotes. Although their functions are relatively conserved, centromeres contain highly divergent DNA sequences from all eukaryotic chromosome. However, functional proteins within centromeres are highly conserved. In particular, a centromere-specific histone 3 variant, referred to as CENH3, is a key centromere-specific protein for centromeric chromatin. However, it is not a continuous distribution in centromeric region. Part of the nucleosomes contain H3. Recent researches shows that active genes exist in centromere. The active genes are located at euchromatin area containing H3. However, the genes located at H3 will be inactive when H3 was replaced by CENH3. Because the highly repetitive nature of the multimegabase satellite sequence arrays span centromeres in most plants and animals, thsoe genes locating in centromeres were rarely studied. In rice, there is no complication of satellite-rich DNA in the Centromere 8 (Cen8). As a result, Cen 8 is an ideal model system to research the features of centromere and gene function in the centromeric region. In preliminary studies, we obtained a rice line containing a 250Kb-DNA deletion in the Cen8 region. Although, it's mitosis are normal , it grows weakly and dies under natural environment. In this proposal, we will reveal the structure characteristics of new centromeric genomic DNA using this material. In addition, the candidate genes controlling plant growth and development in the rice Cen8 region will be discovered using the FISH, RNA-seq, ChIP-seq and RT-PCR technologies. Then, RNAi and complementary test will be emploied to confirm the function of the candidate genes. These results will reveal the neocentromeric characteristics of rice chromosome 8. Furthemore, these results will provide powful evidences to support that there are functional genes controlling plant growth and development in centromeric region in rice. In addtion, we will get a new material and method to study function of these genes located at centromeric region.
着丝粒是真核生物染色体基本功能元件,是DNA和蛋白质的复合体。在着丝粒区域存在特异H3 (CENH3) 和正常H3。最新研究表明着丝粒区域存在的活性基因位于H3,而位于CENH3上的基因是失活的。本实验室在多年的水稻细胞遗传研究过程中,积累了一系列水稻染色体着丝粒变异材料,为研究着丝粒区域DNA特点和基因功能提供了丰富的遗传资源。在前期研究中,我们筛选到一个水稻第8染色体着丝粒区域DNA缺失的遗传材料。该材料植株生长发育异常。本研究以该材料为研究对象,运用FISH、IF、ChIP-seq、RNA-seq等技术明确着丝粒区域DNA序列变异特点,确定该区域控制水稻生长发育的候选基因;在此基础上通过RNAi和功能互补试验验证候选基因,开展水稻着丝粒区域基因的生物学功能及其调控植物生长发育的分子机理分析。本研究将为人工染色体的构建提供新的理论依据,同时为着丝粒区域存在活性功能基因的理论提供新证据。

结项摘要

着丝粒是真核生物染色体基本功能元件,是DNA 和蛋白质的复合体。在着丝粒区域存在特异H3 (CENH3) 和正常H3。最新研究表明着丝粒区域存在的活性基因位于H3,而位于CENH3 上的基因是失活的。通过本项目的实施,运用FISH、ChIP-seq,ChIP-PCR,RNA-Seq等技术明确CENH3所结合的着丝粒DNA区域所丢失的片段大小在200kb左右,确定该突变体材料存在8个缺失基因。明确新着丝粒区域向长臂扩张,H3与CENH3发生互换,新CENH3结合区域的基因改变了其原先组蛋白的结合状态,从而基因转录活性受到影响,与之转录活性相关的组蛋白修饰含量也随之减少,而导致3个活性基因的失活。明确在着丝粒变异材料中发生基因组或转录组变异的11个基因,把其作为水稻着丝粒区域调控植株生长发育的候选基因,并通过CRISPR/Cas9技术、RNAi技术和过表达技术对第8染色体着丝粒区域影响植株生长发育基因进行相关转化研究,并重点对其中的DCL基因功能进行了深入研究,研究表明DCL基因控制水稻的叶色与株高,该基因突变后会影响植株正常生长发育。相关结果发表SCI论文3篇,中文权威1篇;培养博、硕士生6名。项目主持人2016年入选江苏省333工程第三层次培养对象,2014年入选省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师培养对象和省优秀本科论文指导老师。

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(0)
Analysis of epigenetic chromatin modification during mitosis in rice
水稻有丝分裂过程中表观遗传染色质修饰分析
  • DOI:
    10.5958/0975-6906.2016.00004.3
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Indian Journal of Genetics and Plant Breeding
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Guo Rui;Xue Chao;Liu Shuai;Zhou Yong;Zhang Mingliang;Gong Zhiyun
  • 通讯作者:
    Gong Zhiyun
水稻着丝粒特异组蛋白CENH3抗体的制备与应用
  • DOI:
    10.16819/j.1001-7216.2017.7036
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国水稻科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛超;张融;郭瑞;刘帅;刘晓宇;沈明晨;邓世峰;龚志云
  • 通讯作者:
    龚志云
Global proteome analysis links lysine acetylation to diverse functions in Oryza sativa
全球蛋白质组分析将赖氨酸乙酰化与水稻的多种功能联系起来
  • DOI:
    10.1002/pmic.201700036
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Proteomics
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Chao Xue;Shuai Liu;Chen Chen;Jun Zhu;Xibin Yang;Yong Zhou;Rui Guo;Zhiyun Gong
  • 通讯作者:
    Zhiyun Gong
Segmental Duplication of Chromosome 11 and its Implications for Cell Division and Genome-wide Expression in Rice.
水稻 11 号染色体的片段复制及其对细胞分裂和全基因组表达的影响
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-02796-9
  • 发表时间:
    2017-06-02
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhang R;Xue C;Liu G;Liu X;Zhang M;Wang X;Zhang T;Gong Z
  • 通讯作者:
    Gong Z

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

三倍体狗牙根染色体数目变异的分子细胞学鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龚志云
  • 通讯作者:
    龚志云
Molecular-cytological identification and chromosome behavoir analysis of telotetrasomic in rice, , 2008,15 (3) :161-165
水稻端四体的分子细胞学鉴定及染色体行为分析, 2008,15(3):161-165
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Rice Science
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    龚志云
  • 通讯作者:
    龚志云
多着丝粒水稻获得与分子细胞学鉴定
  • DOI:
    10.16872/j.cnki.1671-4652.2017.03.015
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    扬州大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张融;邓世峰;刘晓宇;薛超;王笑;龚志云
  • 通讯作者:
    龚志云
水稻单端体的获得及其分子细胞学鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于恒秀;龚志云;苏艳;顾铭洪
  • 通讯作者:
    顾铭洪
稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    遗传,2007,29(5-6):
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    裔传灯;龚志云;梁国华;王飞华
  • 通讯作者:
    王飞华

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

龚志云的其他基金

组蛋白乙酰转移酶p300基因OsHAC701在水稻低温应答中的功能研究
  • 批准号:
    31871232
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    59.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
水稻非整倍性基因组表达与表观遗传调控特征研究
  • 批准号:
    31571266
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
我国草坪型狗牙根资源的细胞学和分子细胞学研究
  • 批准号:
    30600345
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码