拟南芥黄嘌呤脱氢酶XDH1/2调控极核融合的机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31800262
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0207.植物生殖与发育
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In the female gametophyte development, the fusion of polar nuclei marks the development and maturation of central cells. The fusion of polar nuclei can affect the development and maturation of central cells and lead to seed development defects, but the regulation mechanism of polar nuclear is still unknown. Our previous studies found that XDH1/2 expressed in inner integuments specifically, the mutants showed that the polar nucleus was not fused, and the female gametophyte development stagnates in the FG5, leading to the abortion of the ovule. These results indicate that XDH1/2 could produce some signal in the sporophyte tissues to regulated the development of female gametophyte. Here, we will apply the techniques of cell biology, molecular genetics, biochemistry and transcriptome to study the function of XDH1/2 in polar nucleus fusion. We aim to explore the signaling molecules produced by XDH1/2 to clarity the mechanism underlies the fusion of polar nucleus. Our findings will provide important theoretical basis for study of the regulation mechanism of central cell development.
植物雌配子体发育过程中,极核的融合标志着中央细胞的发育成熟。极核不能融合,则会影响中央细胞的发育成熟,导致种子发育缺陷。然而,调控极核融合的机理至今仍不清楚。本项目前期研究发现黄嘌呤脱氢酶XDH1/2功能缺失突变体中,极核不能融合,雌配子体发育停滞在FG5时期,导致胚珠败育;而XDH1/2表达模式分析表明该基因在雌配子体发育早期的内珠被中特异表达,暗示着XDH1/2在孢子体组织中可能会产生某种信号来调控配子体的发育。本项目将在此基础上,采用细胞生物学、分子遗传学、生物化学和转录组学等方法,来探究XDH1/2基因在中央细胞极核融合过程中的生物学功能,挖掘XDH1/2调控中央细胞极核融合的信号分子,为中央细胞发育的调控机理解析提供重要的理论依据。

结项摘要

植物雌配子体发育过程中,极核的融合标志着中央细胞的发育成熟。极核不能融合或胚囊退化,会直接影响中央细胞和胚囊的发育成熟,最终导致种子发育缺陷。然而,调控极核融合和胚囊退化的机理尚不清楚。本项目发现黄嘌呤脱氢酶XDH1/2功能缺失突变体中,极核不能融合,雌配子体发育停滞在FG5时期,胚囊退化,导致胚珠败育;而XDH1/2表达模式分析表明该基因在雌配子体发育早期的内珠被中特异表达,暗示着XDH1/2在孢子体组织中可能会产生某种信号来调控配子体的发育。我们采用细胞生物学、分子遗传学和LC-MS等方法,进一步研究发现次黄嘌呤和黄嘌呤过度积累导致细胞质体pH碱化,细胞酸碱失衡,最终导致极核不能融合和胚囊退化。本研究系统研究了XDH1/2通过调节细胞pH稳态进而调控雌配子体发育的分子机制,为雌配子体发育的调控机理解析提供重要的理论依据。本项目原目标全部完成。共发表第二标注SCI论文4篇,分别为:International Journal of Molecular Sciences 1篇,Tropical Plant Biology 1篇,BMC Genomics 1篇,Peer J 1篇。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
AcoMYB4, anAnanas comosusL. MYB Transcription Factor, Functions in Osmotic Stress through Negative Regulation of ABA Signaling
AcoMYB4,Ananas comosusL.
  • DOI:
    10.3390/ijms21165727
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chen, Huihuang;Lai, Linyi;Qin, Yuan
  • 通讯作者:
    Qin, Yuan
Genomic analysis of SBP gene family in Saccharum spontaneum reveals their association with vegetative and reproductive development.
Saccharum spontaneum 中 SBP 基因家族的基因组分析揭示了它们与营养和生殖发育的关联
  • DOI:
    10.1186/s12864-021-08090-3
  • 发表时间:
    2021-10-27
  • 期刊:
    BMC genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu Y;Aslam M;Yao LA;Zhang M;Wang L;Chen H;Huang Y;Qin Y;Niu X
  • 通讯作者:
    Niu X
Differential Expression Analysis of Reference Genes in Pineapple (Ananas comosus L.) during Reproductive Development and Response to Abiotic Stress, Hormonal Stimuli
菠萝 (Ananas comosus L.) 生殖发育过程中参考基因的差异表达分析以及对非生物胁迫、激素刺激的响应
  • DOI:
    10.1007/s12042-019-09218-2
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    TROPICAL PLANT BIOLOGY
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Chen, Huihuang;Hu, Bingyan;Qin, Yuan
  • 通讯作者:
    Qin, Yuan
Identification and evaluation of the novel genes for transcript normalization during female gametophyte development in sugarcane.
甘蔗雌配子体发育过程中转录正常化的新基因的鉴定和评估
  • DOI:
    10.7717/peerj.12298
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PeerJ
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yan M;Jin X;Liu Y;Chen H;Ye T;Hou Z;Su Z;Chen Y;Aslam M;Qin Y;Niu X
  • 通讯作者:
    Niu X

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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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