基于根尖转录组的水稻深根性基因的挖掘

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31501293
  • 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

Rice is the main food for chinese. Drought is the most serious abiotic stress that limits crop production under rainfed conditions. Therefore, enhancing drought resistance in rice is becoming a key strategy to stabilize rice production in rainfed areas. The plants’ roots, especially deep roots are the most important organ to absorb and translocate water from the deep soil under drought, so the plants’ ability to avoid drought stress mainly depends on their deep rooting performance. Deep rooting is usually represented by RDR (ratio of deep rooting). Transcriptional regulation is the most important component of bio-regulation in beings, and transcriptome is the base for the genetic research of genes’ function and structure. Based on the phenotyping of 3 populations with 800 rice germplasms, some typical deep and shallow rooting varieties are selected out, and some putative QTLs are detected through the combination of linkage-based and LD-based QTL mapping. In this project, transcriptome analysis by high-throughput sequencing is used to fine-mapping and discover the main-effect genes controlling deep rooting. Furthermore, bioinformatic analysis, real-time PCR and gene knock-down technology are applied to the exploration of their genetic mechanism.This research could improve our understanding of the genetic basis for drought resistance in rice and provide us useful information in molecular breeding of drought resistant rice.
水稻是我国最重要的粮食作物,但是由于旱灾导致的粮食减产占各种自然灾害之首,因此提高水稻抗旱性成为保证我国粮食安全的重要内容。根系是植物主要的水分吸收器官,而深层根系能够保证植物在地表缺水情况下吸收到下层土壤中的水分,保证植物的正常生长,因此深根性是水稻抗旱研究的重要方向。基因转录水平上的调控是生物最重要的调控形式,转录组是基因功能及结构研究的基础和出发点。本项目基于已完成800份3个水稻群体的深根性表型数据,筛选出了一批表现稳定的典型深浅根材料,并将传统连锁QTL定位和全基因组关联分析有机结合,再利用根尖特定组织的转录组学发掘水稻深根控制位点及基因。进一步通过生物信息学分析,定量分析,基因敲除等手段开展候选基因的基因功能研究,为抗旱研究和育种提供支持。

结项摘要

根是植物吸收和转运水分的主要器官。深层根能保证植物吸收深层土壤中的水分,是植物避旱能力的主要体现。但是现今对于植物深根的遗传研究还较少,相关分子调节机制的了解也非常有限。水稻是我国主要的粮食作物,每年由于干旱造成巨大的粮食损失,因此进行水稻深根性的研究具有重要的社会意义和科学价值。.本项目以2个极端深浅根品种作为材料,研究了微量根尖上下层细胞的转录组差异,获得了288个差异基因,为未来进行水稻深根比的研究提供了可靠的候选基因。在本项目的实施过程中,摸索了微量根尖上下层细胞转录组检测和数据分析的方法,申请了一项发明专利,为未来进行植物微量根尖细胞的转录组分析提供了技术支持。通过转基因验证了2个显著差异基因的功能,发现RA2和RA5的超表达植株的深根比和抗旱能力较日本晴对照有显著增加。说明这两个基因确实是控制深根比相关的新基因,在水稻抗旱研究和育种上面都具有良好的前景。但这两个基因具体的分子作用机制和实际的生产应用,还需要做进一步深入的研究。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Root Transcriptomic Analysis Revealing the Importance of Energy Metabolism to the Development of Deep Roots in Rice (Oryza sativa L.).
根转录组分析揭示能量代谢对水稻深根发育的重要性 (Oryza sativa L.)
  • DOI:
    10.3389/fpls.2017.01314
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Lou Q;Chen L;Mei H;Xu K;Wei H;Feng F;Li T;Pang X;Shi C;Luo L;Zhong Y
  • 通讯作者:
    Zhong Y
不同根型水稻的根系可塑性比较研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    楼珏;杨文清;杨玲;李铁梅;卢华金;楼巧君
  • 通讯作者:
    楼巧君

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其他文献

干旱驯化后节水抗旱稻苗期不同发育时间DNA甲基化模式变化分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国水稻科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    楼巧君;夏辉;李明寿;罗利军
  • 通讯作者:
    罗利军

其他文献

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AI项目思路

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楼巧君的其他基金

高通量表型技术发掘水稻旱胁迫梯度响应的关键图像和分子特征
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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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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