水稻矮化卷叶基因DRL的图位克隆与作用机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31501377
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Leaf is the major organ for photosynthesis, research for leaf development mechanism is the basis for molecular improvement of crop plant type. The study of regulatory mechanism on the development of leaf polarity is particular in model plant Arabidopsis, However, it remains to be elucidated in monocots, especially in rice. Rice is the main staple food for a large segment of the world population. Moderate leaf rolling is an important traits of ideal plant morphology in high-yield breeding. In this study, we identified a dwarf and rolling leaf mutant drl from an ethyl methane sulfonate(EMS)mutagenesis Library of indica restorer variety Jinhui 10, which exhibited phenotypes of extremely rolled leaves during all of the stages and narrowed leaves and dwarfism which appeared during the mature stage. Histological observations indicate that drl does not form abaxial sclerenchymatous cells in a portion of small vascular bundles and replaced by mesophyll cells; the development of vascular system and the polar of adaxial-abaxial is abnormal; Abaxial surface of leaves lacking the papillaes and it can be observed at the adaxial surface. Genetic analysis showed that the drl is controlled by a single recessive gene, the DRL gene was initially localized within an interval of 95.3kb physical distance on the telomere of long arm on chromosome 3. In this study, we intend to Map-based cloning of the DRL gene and study the function and the mechanism by using molecular biology and proteomics technologies.
叶片是植物光合作用的重要器官,叶片发育机制的研究是农作物株型分子改良的基础。在拟南芥等模式植物中对叶片极性发育的基因调控机理已有较为深入的探讨,但是在单子叶植物尤其在水稻中这方面的研究还相对薄弱。水稻是我国重要的粮食作物,适度卷曲的叶片形态是水稻超高产理想株型的重要性状。本研究水稻卷叶突变体drl来源于籼型恢复系缙恢10号的EMS诱变体库。突变体drl叶片全生育期筒状卷曲至成熟期变窄,植株矮化。组织细胞学观察表明突变体叶片部分小维管束的远轴面厚壁细胞被叶肉细胞取代;维管系统发育异常;叶片的近远轴极性发育异常,叶片远轴面大瘤状乳突组织消失,而近轴面却出现了大瘤状乳突组织。遗传分析表明drl突变性状受隐性单基因控制,已将突变基因定位在第3染色体长臂端粒约95.3kb区域内,在该区域内还未见相似突变体报道。本研究拟图位克隆DRL基因,并利用分子生物学、蛋白质组学等技术研究其功能和作用机理。

结项摘要

卷叶作为超高产育种中理想株型的一个很重要的形态指标,对控制该性状的有关功能基因却研究得很少。在这项研究中,我们通过图位克隆鉴定了一个叶片和外稃极性发育缺陷,从而表现出叶片筒卷,外稃凹陷表型的突变体lf1。LF1基因的表达由于受到miRNA165/166的抑制,从而主要是叶片和外稃的近轴面表达。LF1基因编码一个HD-ZIP III家族的转录激活因子,定位在细胞核。LF1基因通过调控IAA的合成和信号转导过程,从而调控叶片和外稃极性的建成,进而影响叶片和外稃形态的发育。因此,本项目研究,不仅增加了人们对水稻侧生器官极性建成的遗传机制和分子调控水平的认知,同时对于遗传上控制植株的立体姿势和叶片受光形态,提高光能利用效率,同时减少叶片的蒸腾作用都具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
LATERAL FLORET 1 induced the three-florets spikelet in rice
侧花1诱导水稻三花小穗
  • DOI:
    10.1073/pnas.1700504114
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Zhang Ting;Li Yunfeng;Ma Ling;Sang Xianchun;Ling Yinghua;Wang Yantong;Yu Peng;Zhuang Hui;Huang Junyang;Wang Nan;Zhao Fangming;Zhang Changwei;Yang Zhenglin;Fang Likui;He Guanghua
  • 通讯作者:
    He Guanghua

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其他文献

水稻叶尖早衰突变体lad的形态、生理分析与基因定位
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜青;方立魁;桑贤春;凌英华;李云峰;杨正林;何光华;赵芳明
  • 通讯作者:
    赵芳明

其他文献

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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

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          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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