基于表达谱的山葡萄抗寒调控研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31000902
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    辛海平
  • 依托单位：
    中国科学院武汉植物园
  • 学科分类：
    C1503.果树生长发育
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

提高抗寒性是葡萄育种中的重要目标，但是目前对葡萄抗寒的分子机理研究甚少。山葡萄是葡萄属中最抗寒的种。本项目选用抗寒性强的山葡萄、抗寒性弱的欧亚种'玫瑰香'、以及它们的抗寒性强的后代'北红'为材料，通过对照和冷处理后的表达谱标签测序，弄清冷胁迫下山葡萄，'玫瑰香'和'北红'的表达谱变化特点；通过研究山葡萄和'北红'在冷胁迫下与'玫瑰香'之间表达谱变化的异同来寻找山葡萄特异的冷胁迫相关基因；通过研究山葡萄、'玫瑰香'和'北红'冷、冻胁迫处理后差异表达基因的动态变化，筛选冷冻胁迫密切相关基因；利用拟南芥转基因系统来验证其功能。从而揭示山葡萄抗寒信号应答网络特点，期望明确与山葡萄抗寒性密切相关的重要基因，为进一步利用山葡萄资源、开发新的抗寒分子标记用于辅助育种、利用转基因技术定向改良葡萄品种的抗寒性等工作提供理论基础。

结项摘要

本项目针对我国葡萄栽培中的抗寒问题，选取了抗寒能力强的野生山葡萄（Vitis amurensis），抗寒能力弱的欧亚种（V. vinifera）‘玫瑰香’葡萄以及山葡萄和‘玫瑰香’葡萄杂交后代‘北红’为主要研究材料。目前完成了冷处理下表达谱测序，转录组变化特点分析，差异基因定量PCR验证，转录因子序列克隆，拟南芥转基因功能验证等工作。主要结论有：1）发现山葡萄与‘玫瑰香’在冷胁迫下可能存在不同的响应模式。二者在冷胁迫下转录组变化呈现不同趋势，‘玫瑰香’比山葡萄存在更多的差异基因；差异基因的功能分类表明代谢、转运、信号转导等通路基因在山葡萄中的表达变化要大于‘玫瑰香’；部分转录因子在两个材料中具有共同变化趋势，表明其在葡萄耐寒信号通路中有重要作用，但数个转录因子在两种材料中对冷胁迫响应存在差别，暗示两种材料在冷信号的响应过程存在差异。2）完成了20个基因在2种材料多个冷胁迫温度时间点的表达模式分析，克隆了10个在山葡萄冷胁迫下大量表达的转录因子，得到了编码区全长，构建了过表达转基因载体，得到了部分拟南芥转基因纯合植株，目前正在开展转基因植株的抗寒性鉴定。3）克隆了VaCBF4、VvICE1a、VvHOS1、VaWRKYs等冷胁迫相关基因，通过转拟南芥过表达植株证实了CBF4、ICE1、VaWRKYs具有增加植物抗寒旱的功能，而HOS1对抗寒旱具有负调控作用。本项目全面完成了研究任务，初步揭示了山葡萄在冷胁迫早期的转录组变化特点和与抗寒性较差的‘玫瑰香’葡萄之间的区别，克隆了数个和山葡萄抗寒性密切相关的基因，为进一步研究山葡萄抗寒机理奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Genome wide transcriptional profile analysis of Vitis amurensis and Vitis vinifera in response to cold stress.
山葡萄和葡萄对冷应激反应的全基因组转录谱分析
  • DOI：
    10.1371/journal.pone.0058740
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    PloS one
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Xin H;Zhu W;Wang L;Xiang Y;Fang L;Li J;Sun X;Wang N;Londo JP;Li S
  • 通讯作者：
    Li S
Molecular Cloning and Characterization of HOS1 Gene from 'Muscat Hamburg' Grapevine
HOS1 基因的分子克隆和表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Journal of the American Society for Horticultural Science
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Jitao Li;Nian Wang;Lina Wang;Haiping Xin;Shaohua Li
  • 通讯作者：
    Shaohua Li
Overexpression of VaCBF4, a Transcription Factor from Vitis amurensis, Improves Cold Tolerance Accompanying Increased Resistance to Drought and Salinity in Arabidopsis
VaCBF4（一种来自山葡萄的转录因子）的过表达可提高拟南芥的耐寒性，同时增强对干旱和盐度的抵抗力
  • DOI：
    10.1007/s11105-013-0627-7
  • 发表时间：
    2013-12-01
  • 期刊：
    PLANT MOLECULAR BIOLOGY REPORTER
  • 影响因子：
    2.1
  • 作者：
    Li, Jitao;Wang, Nian;Li, Shaohua
  • 通讯作者：
    Li, Shaohua
Characterization of two VvICE1 genes isolated from ' Muscat Hamburg 'grapevine and their effect on the tolerance to abiotic stresses
两个 VvICE1 基因的表征
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Scientia Horticulturae
  • 影响因子：
    4.3
  • 作者：
    Jitao Li;Lina Wang;Wei Zhu;Nian Wang;Haiping Xin;Shaohua Li
  • 通讯作者：
    Shaohua Li
The effects of artificial selection on sugar metabolism and transporter genes in grape
人工选择对葡萄糖代谢及转运蛋白基因的影响
  • DOI：
    10.1007/s11295-013-0643-7
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Tree Genetics & Genomes
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Haiping Xin;Jisen Zhang;Wei Zhu;Nian Wang;Peige Fan;Yuepeng Han;Ray Ming;Shaohua Li
  • 通讯作者：
    Shaohua Li

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其他文献

利用低温放热(LTE)测定葡萄冬芽耐寒性方法的优化及应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    园艺学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    祝为;项悦;辛海平;李绍华
  • 通讯作者：
    李绍华
葡萄COR27基因的克隆与抗寒功能研究
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    植物科学学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    任小蝶;李绍华;辛海平;王万军
  • 通讯作者：
    王万军

其他文献

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辛海平的其他基金

VaACS6磷酸化调控乙烯参与葡萄低温应答的机制研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
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  • 批准号：
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  • 资助金额：
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  • 项目类别：
    面上项目
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  • 批准号：
    31471857
  • 批准年份：
    2014
  • 资助金额：
    85.0 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

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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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