玉米穗行数基因zmqKRN8.03功能及调控机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31771796
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 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

Kernel row number (KRN) is one of the most important yield traits in maize. In our previous study, candidate gene zmqKRN8.03 have been mapped and cloned via map-based clone in our lab. In this research, mutant genetic analysis, association analysis, genetic transformation and expression analysis of zmqKRN8.03 will be done to help us deeply understand its biological function, gene interaction model and allelic variation locus, and clarify the relationship between zmqKRN8.03 and the cloned genes of maize inflorescence development.The methods of molecular biology, such as in situ hybridizaiton, immunohistochemical analysis, ChiP-seq, Y2H and RNA-seq etc, will be used to elucidate the regulatory network and molecular mechanism of zmqKRN8.03 in maize kernel development.The other aims are to clarify the origin and selection mode of zmqKRN8.03 in the process of domestication and genetic improvement by population genetics and molecular evolution analysis. The results of this study not only help us to clarify the genetic and molecular basis of KRN formation, but also provide genetic resources and theoretical guidance for the genetic improvement of maize yield traits.
玉米穗行数(KRN)是决定玉米产量最为重要的性状之一;课题组前期利用图位克隆的方法精细定位并克隆了KRN关键候选基因zmqKRN8.03;本项目拟在此基础上,利用突变体的遗传分析、关联分析、遗传转化、表达分析等手段,深入研究zmqKRN8.03的生物学功能、基因作用方式及其等位变异位点,探明已克隆的玉米花序发育基因与zmqKRN8.03的关系。利用原位杂交、免疫组化、ChiP-seq、酵母双杂、时空表达模式分析和RNA-seq分析等分子生物学手段,阐明zmqKRN8.03参与玉米籽粒发育的调控网络及分子机制。通过群体遗传学和分子进化分析,探明zmqKRN8.03位点在玉米驯化和遗传改良过程中优良等位基因的起源和选择模式。本研究结果不仅有助于阐明KRN形成的遗传和分子基础,也能为玉米产量性状遗传改良提供基因资源和理论指导。

结项摘要

本研究利用玉米自交系V54和Lian87构建的近等基因系鉴定到一个新的控制玉米穗行数的主效位点KRN8,该基因编码一个含有START结构域的蛋白。候选基因重测序和候选基因关联分析结果表明KRN8编码区第493位的SNP与穗行数显著相关,且V54单倍型是可以增加穗行数的优良单倍型。利用Ubi启动子对KRN8的V54单倍型进行超表达,发现其遗传转化后代的穗行数显著高于阴性对照。表达分析结果表明KRN8在成熟叶片中高表达且KRN8蛋白定位于细胞膜和细胞核。通过fat-western、代谢组和转录组分析, 验证了KRN8能够特异性结合PA并促进PA在幼穗中的积累,进而调控生长素通路相关基因的表达,最终影响幼穗中的生长素含量。总之,该研究表明KRN8通过结合PA间接影响生长素通路从而调控玉米穗行数建成。

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(1)
A Megabase-Scale Deletion is Associated with Phenotypic Variation of Multiple Traits in Maize.
兆碱基级缺失与玉米多种性状的表型变异相关
  • DOI:
    10.1534/genetics.118.301567
  • 发表时间:
    2019-01
  • 期刊:
    Genetics
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Han X;Qin Y;Yu F;Ren X;Zhang Z;Qiu F
  • 通讯作者:
    Qiu F
Fine mapping of qKRN8, a QTL for maize kernel row number, and prediction of the candidate gene
玉米粒行数QTL qKRN8精细定位及候选基因预测
  • DOI:
    10.1007/s00122-020-03660-7
  • 发表时间:
    2020-08-28
  • 期刊:
    THEORETICAL AND APPLIED GENETICS
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Han, Xuesong;Qin, Yao;Qiu, Fazhan
  • 通讯作者:
    Qiu, Fazhan

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其他文献

玉米株高主效QTL qPH3.2精细定位及遗传效应分析
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1006.2018.01357
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘忠祥;杨梅;殷鹏程;周玉乾;何海军;邱法展
  • 通讯作者:
    邱法展

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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