苹果双链RNA结合蛋白MdDRB调控miRNA合成和农艺性状的分子机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31171946
  • 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:
    C1503.果树生长发育
  • 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

双链RNA结合蛋白是miRNA生物合成必不可少的蛋白组分,本研究从苹果中克隆了双链RNA结合蛋白基因MdDRB,并获得了MdDRB转基因苹果愈伤组织和转基因苹果株系,在此基础上,计划利用MdDRB-GFP融合蛋白观察其亚细胞定位,通过电泳迁移率(EMSA)分析鉴定MdDRB蛋白与双链RNA的特异性结合,利用酵母双杂交、BiFC和PULL-DOWN证明MdDRB与核酸内切酶MdDCL1蛋白互作形成复合体。另外,利用转基因苹果材料,通过miRNA芯片的高通量分析和突变体的功能互补试验等鉴定MdDRB基因在miRNA合成中的生物学功能,最后通过分析转基因苹果的重要农艺性状、检测miRNA及其靶基因的表达水平、MdMIR172等重要miRNA基因的遗传转化等,阐明MdDRB蛋白调控苹果农艺性中的功能和分子机理,并获得具有特异农艺性状的转基因苹果资源。

结项摘要

尽管从果树中鉴定克隆了很多miRNA,但果树miRNAs生物合成的机理还知之甚少。我们知道,在模式植物中,双链RNA结合蛋白DRB在miRNA加工和成熟过程中起着重要作用,但其在果树中的功能、特别是重要农艺性状形成中的作用还不清楚。在本研究中,我们从苹果中克隆了一个双链RNA结合蛋白基因MdDRB,其在所有组织中都有表达,并被生长素和ABA等激素诱导。构建表达载体并遗传转化,获得了转基因苹果愈伤组织和植株,表型分析表明,该基因调控了苹果的miRNA合成、不定根发生、叶发育和树体生长习性(如树型和童期)等重要农艺性状。该基因编码双链RNA结合蛋白,MdDRB与拟南芥AtDCL1和苹果MdDCL1蛋白相互作用,调控miRNA的合成及其靶基因的表达,从而影响苹果的生长发育特性和重要农艺性状。芯片和表达分析发现MdDRB影响miR156和miR172等microRNA的合成和积累,因此鉴定了二者的功能。.我们从嘎拉苹果中克隆了miR156的编码基因Md-miR156h及其靶基因MdSPLs,进化树分析表明,18个MdSPL基因可能为miR156的靶基因。随后,我们构建了表达载体p35S:Md-miR156h并遗传转化拟南芥,在转基因植株中,Md-miR156h转录本和成熟miR156的积累水平均比对照高,而靶基因AtSPL9和AtSPL15的表达水平则明显降低。表型分析表明,转基因植株表现出童期延长、短角果和部分种子败育等表型。同样,我们也从嘎拉苹果中克隆了miR172的编码基因MdmiR172e及其靶基因MdAP2s,进化树分析表明,8个MdAP2s基因可能为miR172的靶基因,qRT-PCR和Western分析表明,miR172主要在转录水平调控MdAP2s等靶基因的表达。随后,我们构建了表达载体35S::MdmiR172e并遗传转化拟南芥,在转基因植株中,Md-miR72e转录本和成熟miR172的积累水平均比对照高。表型分析表明,转基因植株表现出童期缩短等表型。 .表达分析表明,MdDRB过量表达下调miR156的积累,而提高miR172的积累,因此,MdDRB通过调控miR156 和miR172合成,影响MdSPLs和MdAP2s等靶基因的表达水平,最终影响到苹果童期等重要农艺性状。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A dsRNA-binding protein MdDRB1 associated with miRNA biogenesis modifies adventitious rooting and tree architecture in apple.
  • DOI:
    10.1111/pbi.12125
  • 发表时间:
    2014-02
  • 期刊:
    Plant biotechnology journal
  • 影响因子:
    13.8
  • 作者:
    C. You;Qiang Zhao;Xiao-Fei Wang;Xing-Bin Xie;Xiao-Ming Feng;Ling-Ling Zhao-Ling;H. Shu;Y. Hao
  • 通讯作者:
    C. You;Qiang Zhao;Xiao-Fei Wang;Xing-Bin Xie;Xiao-Ming Feng;Ling-Ling Zhao-Ling;H. Shu;Y. Hao
苹果MdDRB1基因在番茄中异位表达与功能研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    果树学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵强;刘鑫;郝玉金;由春香
  • 通讯作者:
    由春香
Ectopicexpression of the apple Md-miRNA172e gene alters flowering time and floral organ identity in Arabidopsis
苹果 Md-miRNA172e 基因的异位表达改变拟南芥的开花时间和花器官特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Plant Cell, Tissue and Organ Culture
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chao Sun;Dan-Dan Liu;Yu-Jin Hao;Chun-Xiang You
  • 通讯作者:
    Chun-Xiang You
番茄漆酶基因LeLACmiR397的克隆与表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵强;任怡然;郝玉金;由春香
  • 通讯作者:
    由春香
番茄LBD基因家族的全基因组序列鉴定及其进化和表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙永江;张世忠;郝玉金;由春香
  • 通讯作者:
    由春香

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其他文献

苹果bZIP 转录因子基因MdAREB2 功能的初步 研究
  • DOI:
    10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0195;http://www. ahs. ac. cn
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    由春香
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
    由春香
苹果乙烯信号转导相关基因MdEIL1 的克隆及 功能鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    由春香
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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 作者:
    刘亚静;马齐军;李浩浩;路 静;郝玉金;由春香
  • 通讯作者:
    由春香
苹果6–磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因Md6PGDH1 的克隆和功能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏 玲;刘 鑫;安建平;李浩浩;赵 锦;郝玉金;王小非;由春香
  • 通讯作者:
    由春香

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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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