ABA介导的miRNA及其靶基因调控草莓成熟的分子机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31571895
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2007.食品贮藏与保鲜
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The regulatory role of ABA on non-climacteric fruit ripening is an important scientific issue. In recent years, it is found that the miRNA can regulate the expression of target genes at the post-transcriptional level, which may provide innovative ideas to the study of ABA’s regulatory mechanism on non-climacteric fruit ripening. On the basis of our achievements, strawberry fruit, a typical non-climacteric fruit is selected as the subject of this research. With the application of genomic technologies (transcriptome, miRNA sequencing and degradome sequencing) and other techniques, this project aims to select the key miRNAs that specifically regulated by ABA, screen the target genes, analyze their biological functions, and explore the bidirectional interactions between ABA and the key miRNA. Meanwhile, it is supposed to construct key miRNA over-expressed vector and target gene transient expression and RNAi silenced genetic vectors, in order to further clarify the regulation of strawberry ripening through the expression of key miRNA and target genes in ABA signaling pathways, thus revealing the molecular mechanism of ABA-mediated miRNA and its target genes in the regulation of strawberry ripening. The results of this study can be conducive to reveal the molecular mechanism in ABA’s regulation of strawberry ripening, providing reference for further miRNA functional studies on other non-climacteric fruit. This research not only provides a theoretical basis for revealing non-climacteric fruit ripening mechanism, but also offers technical support for the development of effective preservation methods in post-harvest non-climacteric fruit.
ABA调控非跃变型果实成熟是一个重要科学问题,近年来发现miRNA可在转录后水平调节靶基因表达,这为研究ABA调控非跃变型果实成熟机制创新了思路。本项目以非跃变型果实模式材料草莓为代表,在已有成果基础上,利用转录组学、miRNA测序和降解组测序等技术手段,挖掘受ABA特异性调控的关键miRNA,筛选鉴定靶基因,分析其生物学功能,明确ABA与关键miRNA双向互作调控模式;构建关键miRNA过表达和靶基因瞬态表达及RNAi沉默遗传载体,明确ABA信号路径中关键miRNA和靶基因的表达操控对草莓成熟的调控,从而揭示ABA介导的miRNA及其靶基因在调控草莓成熟中的分子机制。研究结果不仅有利于揭示ABA在草莓果实成熟中的分子调控机制,而且对其他非跃变型果实开展miRNA功能研究也具有借鉴作用。这不仅为揭示非跃变型果实成熟机制提供理论依据,也为开发有效的非跃变型果实采后保鲜方法提供技术支撑。

结项摘要

果实的成熟机制是个重要的科学问题,ABA调控非跃变型果实成熟的机制尤其是信号下游和转录后调控机制还有待深入开展。本课题以草莓成熟过程中ABA 信号调控的miRNA 及其靶基因为核心内容,开展了ABA 调控草莓成熟过程中对Fan-miR73表达水平的影响、草莓成熟模型中调控ABA 信号传导的关键Fan-miR73的挖掘与鉴定;ABA 信号路径中Fan-miR73和转录因子ABI5的表达模式、ABA 信号路径中Fan-miR73和转录因子ABI5表达操控对草莓成熟过程影响等研究内容。转录组学分析发现ABA处理或者NDGA处理能够使4164个基因的表达水平产生显著差异。通过对转录组学差异表达基因的代谢通路富集分析发现,ABA下调了细胞分裂素受体基因AHK2/3/4和下游重要基因CYCD3的表达,ABA抑制了生长素信号基因IAA27和SAUR基因的表达,这表明ABA在草莓果实成熟过程中对其他激素的信号通路起到了调节作用。ABA对乙烯合成基因ACO3和关键信号元件CTR1表达产生影响,暗示乙烯在草莓果实成熟过程中可能发挥了某些作用。转录因子与差异表达基因共表达分析发现,WRKY和HSF家族转录因子是ABA诱导的基因高表达的重要调控因子,而SPL18和KNOX家族转录因子在ABA抑制基因表达起到了调节作用。研究发现了草莓果实成熟过程中47个保守miRNA和28个新miRNA,其中20个保守miRNA和6个新miRNA受到ABA差异调控,降解组分析发现Fa-novel6能够靶向HERCULES1基因。发现了Fan-miR73能够靶向ABA信号下游转录因子ABI5,外源ABA处理可以显著下调Fan-miR73的表达,从而促进ABI5基因的表达。UV-B辐照和盐胁迫均能下调Fan-miR73的表达,而上调ABI5的表达水平。Fan-miR73和ABI5表达水平之间高度的负相关性暗示了Fan-miR73可能在草莓果实成熟和非生物胁迫过程中起到了对ABA信号下游转录因子ABI5表达水平的调节作用。这些研究结果有利于了解ABA 在草莓等非跃变型果实成熟中的作用机理,也为开发有效的非跃变型果实采后保鲜技术提供理论支撑。本课题发表论文18篇,授权国家发明专利2件;培养博士生3名,硕士研究生3名。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Effect of exogenous sucrose on anthocyanin synthesis in postharvest strawberry fruit
外源蔗糖对采后草莓果实花色苷合成的影响
  • DOI:
    10.1016/j.foodchem.2019.03.042
  • 发表时间:
    2019-08-15
  • 期刊:
    FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Li, Dong;Zhang, Xiaochen;Luo, Zisheng
  • 通讯作者:
    Luo, Zisheng
Effect of Exogenous Nitro Oxide on Chilling Tolerance, Polyamine, Proline, and gamma-Aminobutyric Acid in Bamboo Shoots (Phyllostachys praecox f. prevernalis)
外源一氧化氮对竹笋 (Phyllostachys praecox f. prevernalis) 耐冷性、多胺、脯氨酸和 γ-氨基丁酸的影响
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.7b02091
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Agricultural and Food Chemistry
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Wang Di;Li Li;Xu Yanqun;Limwachiranon Jarukitt;Li Dong;Ban Zhaojun;Luo Zisheng
  • 通讯作者:
    Luo Zisheng
脱落酸调控非跃变型果实成熟的分子机制研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    食品安全质量检测学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗自生;李栋栋;蒋蕾;黄凯美
  • 通讯作者:
    黄凯美
Elevated CO2 delayed the chlorophyll degradation and anthocyanin accumulation in postharvest strawberry fruit
二氧化碳浓度升高延缓采后草莓果实叶绿素降解和花青素积累
  • DOI:
    10.1016/j.foodchem.2019.01.150
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Li, Dong;Zhang, Xiaochen;Luo, Zisheng
  • 通讯作者:
    Luo, Zisheng
Hydrogen peroxide accelerated the lignification process of bamboo shoots by activating the phenylpropanoid pathway and programmed cell death in postharvest storage
过氧化氢通过激活苯丙素途径和采后储存中的程序性细胞死亡来加速竹笋的木质化过程
  • DOI:
    10.1016/j.postharvbio.2019.03.012
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Li, Dong;Limwachiranon, Jarukitt;Luo, Zisheng
  • 通讯作者:
    Luo, Zisheng

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其他文献

Interaction of abscisic acid and auxin on gene expression involved in banana ripening
脱落酸和生长素的相互作用对香蕉成熟相关基因表达的影响
  • DOI:
    10.1007/s11738-018-2621-z
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Acta Physiologiae Plantarum
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    卢文静;茅林春;陈敬鑫;韩雪源;任兴晨;应铁进;罗自生
  • 通讯作者:
    罗自生
采后竹笋木质化与内源激素的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《中国农业科学》,2006, 39(4): 792-797
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗自生
  • 通讯作者:
    罗自生
壳聚糖/纳米SiOx复合物涂膜对鲜切竹笋品质和生理的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗自生;张莉
  • 通讯作者:
    张莉
臭氧处理对竹笋木质化及相关酶活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗自生;张莉
  • 通讯作者:
    张莉
植物衰老叶片与成熟果实中叶绿素的降解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗自生
  • 通讯作者:
    罗自生

其他文献

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罗自生的其他基金

FaCMT3蛋白介导的FaMYB10甲基化调控草莓花色苷合成机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
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    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
FaMTAE8介导的采后草莓花色苷转运机制及调控研究
  • 批准号:
    31972114
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Fan-miR73靶向作用ABI5转录因子调控草莓果实成熟的分子机制
  • 批准号:
    31772366
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    65.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
过氧化氢介导的细胞程序性死亡在竹笋木质化进程中的作用
  • 批准号:
    31371856
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    85.0 万元
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质膜H+-ATP酶磷酸化在低温信号传导中的作用及与果实冷害的关系
  • 批准号:
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    2010
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    面上项目
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    面上项目
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  • 批准号:
    30400303
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相似国自然基金

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  • 财政年份:
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  • 项目类别:
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AI项目解读示例

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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