叶绿素酶和脱镁叶绿酸水解酶在小麦叶片衰老过程中的作用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31671607
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    王曙光
  • 依托单位：
    山西农业大学
  • 学科分类：
    C1304.作物生理学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The senescence of flag leaf and grain filling in wheat are synchronous. Premature senescence of flag leaf severely affected on wheat yield. Chlorophyll degradation is the main indicator of leaf senescence. It is of great importance to analyze chlorophyll degradation pathway for exploring the mechanism of the senescence and delaying the aging process in wheat. In the project, the activities of chlorophyllase and pheophytinase and the expression of TaCLH and TaPPH genes will be analyzed during diploid and hexaploid wheat leaf senescence. At the same time, TaPPH gene will be cloned and its function will be verificated by transformation of stay-green mutant pph-1 in Arabidopsis. And then TaPPH gene in diploid wheat will be silenced and overexpressed. The activities of chlorophyllase and pheophytinase and the expression of TaCLH and TaPPH genes in mutent and wild lines will be analyzed again. Based on these results, The function of chlorophyllase and pheophytinase in chlorophyll degradation pathway during wheat leaf senescence will be clear. This will provide theoritical basis for artificially controlling of chlorophyll degradation and breeding high yield wheat varieties.
小麦旗叶衰老与籽粒灌浆成熟同步进行，旗叶过早衰老严重影响小麦产量，而叶绿素降解是叶片衰老的主要标志，解析小麦叶片衰老过程中叶绿素降解途径，对于揭示小麦叶片衰老机制、延缓衰老进程具有十分重要的意义。本项目首先分析二倍体和六倍体普通小麦叶片衰老过程中，叶绿素酶(CLH) 和脱镁叶绿素脱镁叶绿酸水解酶(PPH)的酶活变化和相关基因表达特征；同时克隆小麦脱镁叶绿素脱镁叶绿酸水解酶基因TaPPH, 通过转化拟南芥滞绿突变体pph-1进行功能验证，然后沉默和过量表达二倍体小麦TaPPH基因，再分析RNAi株系和超表达株系叶绿素含量和功能绿叶面积的变化，检测其CLH和PPH酶活变化特征和相关基因表达特征以及与野生型的差异，明确小麦叶片衰老过程中叶绿素酶(CLH) 和脱镁叶绿素脱镁叶绿酸水解酶(PPH)的作用，为实现叶绿素降解的人工控制，选育高产优质小麦品种提供理论基础。

结项摘要

叶绿素降解是从叶绿素a开始的，叶绿素a的降解存在2条途径，一是在叶绿素酶（chlorophyllase，CLH）的作用下先脱植基，生成脱植基叶绿素a，然后再脱镁；另一条是先脱镁，生成脱镁叶绿素a，再在脱镁叶绿酸水解酶（pheophytinase，PPH）作用下脱植基；小麦叶绿素的降解究竟采取哪条途径呢？还是这2条途径都存在呢? 针对此关键问题，（1）项目首先解析了二倍体、四倍体和六倍体普通小麦的衰老特征，发现不同倍性小麦衰老均呈倒“S”型曲线，但二倍体小麦衰老终止要早于四倍体和六倍体。（2）对叶片衰老（灌浆）过程中，不同倍性小麦品种CLH和PPH的酶活变化特征和相关基因表达特征进行了研究，发现脱镁叶绿酸水解酶基因（TaPPH）与叶绿素酶基因（TaCLH）在小麦花后旗叶叶绿素降解过程中协同表达，共同对叶绿素的降解发挥作用，但TaPPH的作用大于TaCLH。（3）克隆了TaPPH基因，定位于第7连锁群，TaPPH-7A、TaPPH-7B和TaPPH-7D cDNA全长分别为1467bp、1464bp和1467bp，基因组全长分别为4479bp、4313bp、4066bp，均包含5个外显子和4个内含子；TaPPHs在叶片中的表达量最高，受黑暗和ABA胁迫诱导表达；亚细胞定位发现TaPPHs在叶绿体中特异表达。（4）将TaPPH-7D过表达转化拟南芥、水稻，获得转基因株系L1、L2和L3，黑暗诱导、ABA处理和田间自然衰老下，过表达株系叶片叶绿素降解均快于野生型，自然衰老条件下过表达株系结实率降低，千粒重减小；利用VIGS获得沉默小麦株系，成熟期籽粒千粒重增加，表明TaPPH在小麦叶绿素降解过程中发挥着重要作用。（5）利用荧光素酶互补试验和双分子荧光互补试验研究叶绿素降解过程相关酶基因之间的互作，发现小麦TaPPH与TaCLH具有很强的互作，与持绿基因（TaSGR）不互作，进一步说明TaPPH与TaCLH共同参与叶绿素的降解，为解析小麦叶绿素降解机制提供了信息。.此外，根据TaPPH-7A在1299bp位点存在的SNP（A/G）开发了1个dCAPS标记，该标记将品种资源分为TaPPH-7A-1和TaPPH-7A-2两种单倍型。关联分析发现TaPPH-7A-1单倍型，在多个环境下都与高千粒重关联，为优异单倍型，为标记辅助选育高千粒重品种提供了标记基础

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（4）
Dynamic analysis of QTLs for green leaf area duration and green leaf number of main stem in wheat
小麦主茎绿叶面积持续时间和绿叶数QTL动态分析
  • DOI：
    10.1556/0806.47.2019.06
  • 发表时间：
    2019-04
  • 期刊：
    Cereal Research Communications
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Shi Y G;Lian Y;Shi H W;Wang S G;Fan H;Sun D Z;Jing R L
  • 通讯作者：
    Jing R L
小麦产量相关性状的全基因组关联分析
  • DOI：
    10.7606/j.issn.1009-1041.2020.04.07
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    麦类作物学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张东;张政;史雨刚;王曙光;曹亚萍;范绍强;杨斌;孙黛珍
  • 通讯作者：
    孙黛珍
Identification of TaPPH-7A haplotypes and development of a molecular marker associated with important agronomic traits in common wheat
普通小麦 TaPPH-7A 单倍型的鉴定和与重要农艺性状相关的分子标记的开发
  • DOI：
    10.1186/s12870-019-1901-0
  • 发表时间：
    2019-07-08
  • 期刊：
    BMC PLANT BIOLOGY
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Wang, Huiyan;Wang, Shuguang;Jing, Ruilian
  • 通讯作者：
    Jing, Ruilian
A method for the identification and evaluation of stay-green wheat variety
一种留青小麦品种的鉴定与评价方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Current Scinence
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Huiyan Wang;Shuguang Wang;Zenghao Liang;Xue Yan;Jianming Wang;Daizhen Sun
  • 通讯作者：
    Daizhen Sun
作物STAYGREEN功能与调控的研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    生物学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈耀宇;王曙光;孙黛珍
  • 通讯作者：
    孙黛珍

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

胶合木植筋粘结锚固性能试验研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    建筑结构
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    汤举;杨会峰;陆伟东;王曙光
  • 通讯作者：
    王曙光
湿地植物的丛枝菌根(AM)
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    生态学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王曙光;刁晓君;冯兆忠
  • 通讯作者：
    冯兆忠
厌氧消化对麦秆基活性炭结构与性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    工业水处理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    臧玉魏;马新刚;张国英;谢连科;刘辉;袁宪正;王曙光;祝凡平
  • 通讯作者：
    祝凡平
基于Simulink的桩-土-结构相互作用反应谱分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    世界地震工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李威威;刘伟庆;王曙光;杜东升;LI Weiwei,LIU Weiqing,WANG Shuguang,DU Dongsheng(C
  • 通讯作者：
    LI Weiwei,LIU Weiqing,WANG Shuguang,DU Dongsheng(C
span空心箭竹的纤维形态特征/span
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    林业科技开发
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王曙光
  • 通讯作者：
    王曙光

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
关闭
close
客服二维码