基于组学的马尾松松脂产量密切相关的SNP功能位点开发与种质资源收集

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号：
    31800553
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    白青松
  • 依托单位：
    广东省林业科学研究院
  • 学科分类：
    C1610.林木遗传育种
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Masson pine (Pinus massoniana) is still an important resin taping tree species. This project is proposed to study the resin yield related functional gene excavation and SNP molecular marker exploitation. Firstly, high resin yield, middle resin yield and low resin yield masson lines would be selected from 150 germplasm resources in previous study. Transcriptome and metabolome conjoint analysis would be used for exploring resin yield related candidate genes using secondary xylem materials. Three generation sequencing technology would be used to acquire transcript sequences from the mixture sample of three different resin yield clones. Meanwhile, the upstream regulate region and coding region amplifications of candidate genes from 150 pines after the needles collection and genome DNA extraction together with phenotypic data would be used for SNP marker exploitation. Moreover, we should continue on masson pine germplasm resource collection and resin yield measurement. Resin yield highly related SNP molecular markers which pass reliability test contribute to high resin yield masson pine germplasm resource collection work in the future.
马尾松（Pinus massoniana）目前仍是重要的采脂树种，本项目针对重要性状松脂产量开展相关功能基因挖掘与SNP分子标记开发研究。首先，从150份马尾松种质资源选择高产脂、中产脂、低产脂无性系用于组学分析，采集次生木质部组织材料，运用转录组和代谢组联合测试和分析并筛选松脂产量相关联的基因。接着，利用三代转录组测序技术对高产脂、中产脂、低产脂混合样品进行测序用于获得松脂产量相关基因的转录本。同时，对150份种质资源采集针叶并提取基因组DNA，对挖掘的基因5’调控区和编码区进行序列扩增，利用多个基因从150份种质资源扩增的序列结合表型数据挖掘SNP标记。此外，继续开展马尾松种质资源收集工作，测量这些马尾松个体的产脂量，对这些松脂产量相关基因序列进行扩增，验证SNP分子标记，开发与松脂产量密切相关的SNP标记有助于将来的高产脂马尾松种质资源收集工作。

结项摘要

开发林木主要经济性状功能标记是实现优异新品系早期选择的重要途径。马尾松作为最重要的本地采脂树种，研发功能分子标记对实现高产脂马尾松早期选择具有重要意义。本项目基于多组学数据挖掘与松脂产量相关的候选基因，并通过表型差异显著的种质资源群体开发马尾松产脂力等性状功能SNP标记。结果基于转录组、代谢组、蛋白组联合分析挖掘得到与产脂力相关的候选功能基因，主要涉及次生代谢等途径；通过定量分析筛选得到适于马尾松不同产脂力和不同组织的内参基因并用于候选基因的qRT-PCR表达验证；经不同产脂力马尾松种质资源特异序列扩增与比对研发得到松脂产量相关功能标记；运用研发的功能标记收集高产脂马尾松种质资源并补充到现有资源。利用GC-MS测定不同组织间化合物种类与含量，得到与主要萜类化合物含量密切相关的调控基因并构建共表达网络，初步验证了调控基因的生物功能。分析了松脂产量与松脂化学成分在个体间的变异规律，通过关联分析得到松脂产量与萜类化合物含量显著关联的分子标记并筛选得到候选基因。本项目获得的功能标记和候选基因为实现高产脂马尾松早期选择和分子调控机制研究提供有力参考。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Transcriptomic and metabolomic analyses reveal several critical metabolic pathways and candidate genes involved in resin biosynthesis in Pinus massoniana
转录组学和代谢组学分析揭示了马尾松树脂生物合成中涉及的几个关键代谢途径和候选基因
  • DOI：
    10.1007/s00438-019-01624-1
  • 发表时间：
    2020-03-01
  • 期刊：
    MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Bai, Qingsong;He, Boxiang;Zhang, Qian
  • 通讯作者：
    Zhang, Qian
Genome-wide association study of terpenoids in resin reveals candidate genes for resin yield in Pinus massoniana
树脂中萜类化合物的全基因组关联研究揭示了马尾松树脂产量的候选基因
  • DOI：
    10.12657/denbio.084.009
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Dendrobiology
  • 影响因子：
    0.9
  • 作者：
    Qingsong Bai;Qian Zhang;Yanling Cai;Huiming Lian;Wanchuan Liu;Min Luo;Linghai Zeng;Boxiang He
  • 通讯作者：
    Boxiang He
TMT-based comparative proteomic analysis reveals regulatory pathways and protein targets associated with resin biosynthesis in Pinus massoniana
基于 TMT 的比较蛋白质组学分析揭示与马尾松树脂生物合成相关的调控途径和蛋白质靶点
  • DOI：
    10.1016/j.indcrop.2021.114077
  • 发表时间：
    2021-11
  • 期刊：
    Industrial Crops and Products
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Lingling Shi;Jielian Chen;QianZhang;Qingsong Bai
  • 通讯作者：
    Qingsong Bai
Core set construction and association analysis of Pinus massoniana from Guangdong province in southern China using SLAF-seq
使用SLAF-seq对中国南方广东省马尾松进行核心集构建和关联分析
  • DOI：
    10.1038/s41598-019-49737-2
  • 发表时间：
    2019-09-11
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Bai, Qingsong;Cai, Yanling;Zhang, Qian
  • 通讯作者：
    Zhang, Qian

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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]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
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