控制水稻穗粒数和株高基因GNH5的克隆及功能分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771756
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Cultivated rice (Oryza sativa L.) was domesticated from wild rice (Oryza rufipogon Griff.), which typically displays fewer grains per panicle. We obtained one introgression line (9WIL148) from a set of introgression lines derived from a cross between indica variety NA93-11 and Hainan Wenchan common wild rice. Compared to NA93-11, 9WIL148 displayed fewer grains per panicle and semidwarf. Using F2 population derived from a cross between 9WIL148 and NA93-11, a major QTL-GNH5 controlling grain number per panicle and plant height was identified in chromosome 5. And we delimited GNH5 to a 11.4 kb region which encompassed only one predict gene. In this study, we are going to verify GNH5 function by genetic transformation, uncover the molecular mechanism through methods in molecular biology and biochemistry, and explore the evolutionary mechanism during rice domestication with analyzing the nucleotide diversity in GNH5 locus in different kinds of cultivated rice and wild rice. Our findings will bring new insight into genetic control of plant height and grain number per panicle, and the molecular mechanisms of yield-related traits improvement during rice domestication, and also provide new gene resources in the breeding of high-yielding rice.
普通野生稻是亚洲栽培稻的祖先种,它的穗粒数要明显少于栽培稻。申请者所在课题组前期从以无芒93-11(NA93-11)为背景的海南文昌野生稻渗入系中,筛选出穗粒数和株高均明显低于NA93-11的渗入系9WIL148。利用9WIL148与NA93-11杂交得到的F2群体,在5号染色体发现一个控制水稻穗粒数及株高的QTL-GNH5,并进一步利用分离群体,将GNH5精细定位在11.4kb的区间内,该区间只有一个预测基因。本项目将通过转基因验证候选基因的功能,利用分子生物学、生物化学等方法研究其调控水稻穗粒数及株高的分子机制;通过测序分析不同野生稻材料及栽培稻品种GNH5位点的变异,结合单倍型分析和关联分析,探究在栽培稻驯化过程中该位点的进化机制。该研究不仅为揭示水稻穗粒数和株高的遗传调控机理及栽培稻产量性状驯化的分子机理提供新线索,也为水稻高产育种提供新的基因资源。

结项摘要

穗粒数是决定水稻产量高低的最重要因素之一,克隆控制穗粒数的关键基因,解析其调控的分子机制对于水稻高产育种具有重要意义。本项目利用两个普通野生稻的渗入系,鉴定了一个控制水稻穗粒数和株高的重要基因GNH5,GNH5编码赤霉素合成途径中的一个关键酶,其启动子区两个关键碱基的变化能够增加该基因的表达,从而提高植物体内活性赤霉素的含量,增加穗粒数和株高。进化分析表明,该基因在籼稻和粳稻之间存在明显分化,籼稻育种过程中该基因受到了人工选择。此外,还鉴定了一个控制株型和穗型的新基因TAC4,该基因通过影响生长素的含量与分布来调控水稻的株型。研究结果不仅为揭示水稻产量相关重要性状的分子机理提供重要参考,而且为水稻分子设计育种提供潜在的基因资源。

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)
TAC4 controls tiller angle by regulating the endogenous auxin content and distribution in rice.
TAC4通过调节水稻内源生长素含量和分布来控制分蘖角
  • DOI:
    10.1111/pbi.13440
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Plant biotechnology journal
  • 影响因子:
    13.8
  • 作者:
    Li H;Sun H;Jiang J;Sun X;Tan L;Sun C
  • 通讯作者:
    Sun C

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其他文献

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孙红荧的其他基金

FZP控制水稻穗数和穗粒数的分子机制研究
  • 批准号:
    32272077
  • 批准年份:
    2022
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    面上项目
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    面上项目

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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

        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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