一个新的Trihelix转录因子家族基因在油菜抗逆应答和种子发育中的功能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31201152
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1304.作物生理学
  • 结题年份:
    2015
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2015-12-31

项目摘要

Along with the gradually aggravating of soil drought and salinization problems, China's edible oil gap is worsening. Creating drought- and salt-tolerant, yield-increasing rapeseed varieties is very important and urgent for the protection of national edible oil supply security. On the basis of preliminary studies, we discovered a new gene from Brassica napus with the potential functions of abiotic-stress tolerance and yield-enhancement. This gene is homologous to the SIP1 subfamily genes of Trihelix transcription factor family of Arabidopsis, and it is the first gene of such family identified in Brassica napus, so we named it BnSIP1-1. We found that the tolerance of the transgenic Arabidopsis over-expressing BnSIP1-1 to abiotic stress (Mannitol, Nacl and ABA) was improved, seed size was bigger and thousand-seeds weight increased. The project intends to study the functions of BnSIP1-1 in abiotic-stress tolerance and roles in seed developmental process in Brassica napus by reverse genetics methods. The function mechanism will be dissected from phenotype to cytological level, physiological and biochemical level, and metabolism level. The use of digital gene expression profiles technique will preliminary clarify the gene regulation networks involved in stress resistance and seed development. This project will not only fill the blank of functional research of the Trihelix family gene in Rapeseed, and deepen the understanding of the theory of stress response mechanisms and seed development mechanism of Rapeseed, but also provide a theoretical basis to foster stress-resistant, high-yield new rapeseed varieties.
土壤干旱和盐碱化问题的愈演愈烈使得我国食用油缺口日趋严重,培育抗旱耐盐、增产稳产油菜品种对于保障我国食用油供给安全十分重要和紧迫。申请者在前期研究基础上从油菜中挖掘到一个可能同时具有抗逆和增产功能的新基因,该基因与拟南芥Trihelix转录因子家族SIP1亚家族基因同源,是目前第一个在油菜中被鉴定的该家族成员,命名为BnSIP1-1。在拟南芥中过表达该基因不仅提高植株抗逆(甘露醇、Nacl和ABA)能力,而且引起种子变大千粒重增加。本项目拟通过反向遗传学法在油菜中超表达和抑制该基因,由表型深入到细胞、生理生化代谢水平确认该基因在逆境胁迫应答和种子发育过程中的功能,利用数字基因表达谱技术初步分析该基因参与抗逆和种子发育的分子机制。本项目的研究不仅会填补油菜中Trihelix家族基因功能研究的空白,而且将深化对油菜胁迫应答机制和种子发育机理的理论认识,为培育抗逆、高产的油菜新品种提供理论基础。

结项摘要

研究与抗逆、增产相关的基因及其作用机制对于保证粮食安全具有重要的理论意义和应用价值。申请者在前期研究的基础上从油菜中挖掘到一个可能同时具有抗逆和增产功能的新基因,该基因与拟南芥Trihelix转录因子基因家族中SIP1亚家族成员同源,是目前第一个在油菜中被鉴定的该家族基因,命名为BnSIP1-1。我们对BnSIP1-1基因的基本生物学特征进行了分析,发现其编码的蛋白质C端含有Trihelix转录因子基因家族的保守结构域trihelix,N端含有一个保守的helix结构域;对该基因启动子功能元件的预测发现它含有多个光应答元件、脱落酸响应元件(ABRE motif)、胁迫应答元件(TC-rich motif),以及与热激和低温应答相关的HSE和LTR元件;蛋白定位于细胞核;是一个泛组织表达的基因;该基因的转录水平会随着外施的水分胁迫、盐胁迫和ABA胁迫的浓度以及胁迫时间发生改变。在拟南芥中过表达BnSIP1-1会提高植株对甘露醇和ABA的耐受性,另外还导致转基因种子变大。在油菜中过表达BnSIP1-1同样会提高植株对甘露醇和ABA的耐受性。经甘露醇处理后,转基因材料叶片的叶绿素含量明显高于野生型;经ABA处理,转基因材料的发芽率和幼苗期的根长、茎长、根重以及地上部分净重明显高于野生型。对BnSIP1-1参与的调控网络进行了初步分析,BnSIP1-1主要参与调节ABA通路及水分胁迫相关基因的表达,如BnRD29A、BnERD15、BnLEA1和BnNAC485,而与盐胁迫早期应答相关的基因BnSOS1和 BnNHX1的表达水平并未受到BnSIP1-1的影响。通过本项目对BnSIP1-1功能的系统剖析,我们明确了该基因在植物逆境胁迫应答过程中的功能,对其参与的调控网络进行了分析,为深入探索油菜逆境响应机制提供了重要的理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
植物Trihelix转录因子家族研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    遗传
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗军玲;赵娜;卢长明
  • 通讯作者:
    卢长明
Enhanced seed oil content by overexpressing genes related to triacylglyceride synthesis
通过过度表达与三酰甘油合成相关的基因来提高种子油含量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Gene
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Xiaojuan Xiong;Ping Fu;Gang Wu;Changming Lu
  • 通讯作者:
    Changming Lu
甘蓝型油菜中KCS6基因的克隆和功能分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中国油料作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邢素娜;吴磊;李晓飞;卢长明
  • 通讯作者:
    卢长明
BraLTP1, a Lipid Transfer Protein Gene Involved in Epicuticular Wax Deposition, Cell Proliferation and Flower Development in Brassica napus
BraLTP1,一种参与甘蓝型油菜表皮蜡沉积、细胞增殖和花发育的脂质转移蛋白基因
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    PLoS One
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yinglong Cao;Yuhua Wu;Yunjing Li;Gang Wu
  • 通讯作者:
    Gang Wu
Elucidation of Cross-Talk and Specificity ofEarly Response Mechanisms to Salt and PEGSimulatedDrought Stresses in Brassica napusUsing Comparative Proteomic Analysis
使用比较蛋白质组分析阐明甘蓝型油菜对盐和 PEG 模拟干旱胁迫的早期响应机制的交叉对话和特异性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PLos One
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zeng Xinhua;Jun Li;Xiaofei Li;Gang Wu
  • 通讯作者:
    Gang Wu

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油菜Trihelix转录因子家族成员BnSIP1-1抗逆机制解析
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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