HAIRY MERISTEM基因对杨树干细胞功能的分子调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31870650
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    59.0万
  • 负责人：
    郭惠红
  • 依托单位：
    北京林业大学
  • 学科分类：
    C1610.林木遗传育种
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Tree stem cells are the source of tree growth and wood formation. At present, little is known about the molecular regulation mechanism of tree stem cell function. Based on the previous studies, this project will use a series of methods of molecular genetics and molecular biology to study the regulatory effects of PagHAM4a and PagHAM4b genes on the function of poplar stem cells, especially cambial stem cells, and their effects on the development of vascular tissue. Moreover, their regulatory relationships with upstream auxin signaling and downstream target genes were analyzed, and then clarify the regulatory mechanism of the two transcription factor genes on poplar stem cell function. This study will provide a theoretical basis for promoting the growth of forest trees and improving the quality of wood.
林木干细胞是林木生长及木材形成之源，目前，对林木干细胞功能的分子调控机制还知之甚少。本项目拟在前期研究的基础上，以林木模式树种杨树为研究材料，采用分子遗传学、分子生物学等一系列方法，研究PagHAM4a/PagHAM4b两个转录因子基因对杨树干细胞特别是形成层干细胞功能的调节作用、以及对维管组织发育的影响，并解析它们与上游生长素信号、下游靶基因之间的调节关系，进而阐明两个转录因子基因对杨树干细胞功能的分子调控机制，为林木速生和材质的改良提供理论依据。

结项摘要

林木干细胞特别是形成层干细胞是林木生长和木材形成之源。理解林木干细胞功能的分子调控机制是通过分子遗传手段促进林木速生和材性改良的重要理论基础。本项目首次全面、系统解析了HAMHAIRY MERISTEM转录因子基因家族的PagHAM4a和PagHAM4b基因对杨树干细胞功能的分子调控机制。通过实时荧光定量PCR和目标基因特异启动子驱动报告基因相结合的检测方法，揭示PagHAM4a和PagHAM4b主要在杨树维管组织中表达，特别是在形成层及其邻近区域中表达显著，阐明了这两个基因的表达特性。通过对PagHAM4a和PagHAM4b基因的过表达植株和基于CRISPR/Cas9创制的突变体的表型分析，揭示PagHAM4a和PagHAM4b能够调节形成层干细胞的活性以促进形成层向次生木质部的分化，其中PagHAM4a较PagHAM4b发挥更为重要的作用，阐明了这两个基因对杨树干细胞功能的调节作用及对次生维管组织发育的影响。通过转录组测序探索了PagHAM4a和PagHAM4b基因在杨树茎次生生长过程中的分子调控网络，揭示这两个基因调节的下游差异表达基因主要集中在形成层向次生维管组织定向分化阶段，但两个基因调节的分子网络不尽相同。基于转录组和序列分析，在初步筛选PagHAM4a和PagHAM4b候选靶基因的基础上，进一步通过酵母单杂交和双荧光素酶试验鉴定了它们的靶基因，揭示PagHAM4a和PagHAM4b通过分别靶定PagSCL21和PagTCP20参与调控形成层向次生木质部的分化。通过双报告基因检测联合外源生长素的应用，揭示PagHAM4a和PagHAM4b在生长素信号途径中调控形成层向次生木质部的分化，阐明了这两个基因的表达与生长素信号之间的关系。通过上述一系列研究，阐明了PagHAM4a和PagHAM4b两个转录因子基因对杨树干细胞功能的分子调控机制。研究结果对揭示树木次生木质部的形成机制具有重要的科学理论意义。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
UPLC-MS/MS测定植物组织中植物激素的含量
  • DOI：
    10.13332/j.1000-1522.20190052
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    北京林业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邓文红;赵欣蕊;张俊琦;郭惠红
  • 通讯作者：
    郭惠红
植物干细胞功能的分子调控研究进展
  • DOI：
    10.1360/ssv-2019-0147
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    中国科学. 生命科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    韩晓宁;马婧怡;郭惠红
  • 通讯作者：
    郭惠红
The Regulation of Xylem Development by Transcription Factors and Their Upstream MicroRNAs
转录因子及其上游MicroRNA对木质部发育的调控
  • DOI：
    10.3390/ijms231710134
  • 发表时间：
    2022-09-04
  • 期刊：
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子：
    5.6
  • 作者：
    Pengfang Sun;Huilin Wang;Pan Zhao;Qiulin Yu;Yumei He;Wenhong Deng;Huihong Guo
  • 通讯作者：
    Huihong Guo

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其他文献

超表达杨树SBPase基因促进拟南芥光合作用及营养生长
  • DOI：
    10.13332/j.1000-1522.20170436
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    北京林业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王俊秀;周扬颜;韩潇;安轶;郭惠红;夏新莉;尹伟伦;刘超
  • 通讯作者：
    刘超
超表达杨树SBPase基因促进拟南芥光合作用及营养生长
  • DOI：
    10.13332/j.1000-1522.20170436
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    北京林业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王俊秀;周扬颜;韩潇;安轶;郭惠红;夏新莉;尹伟伦;刘超
  • 通讯作者：
    刘超
绞股蓝 GpMIR156a 和 GpMIR166b 的克隆与功能分析
  • DOI：
    10.1016/j.uclim.2019.100532
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    生物技术通报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    于秋琳;马婧怡;赵盼;孙鹏芳;何玉美;刘世彪;郭惠红
  • 通讯作者：
    郭惠红
绞股蓝鲨烯合成酶基因GpSS1 的克隆、序列与表达分析及MeJA 对其表达的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    中草药
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王 慧;路蒙蒙;赵 瑞;郭惠红
  • 通讯作者：
    郭惠红
超表达杨树SBPase基因促进拟南芥光合作用及营养生长
  • DOI：
    10.13332/j.1000-1522.20170436
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    北京林业大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王俊秀;周扬颜;韩潇;安轶;郭惠红;夏新莉;尹伟伦;刘超
  • 通讯作者：
    刘超

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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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