土壤干旱对芭蕉芋根茎淀粉合成与品质的影响及生理分子机理

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31460371
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 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:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Canna edulis is an excellent high-starch crop planted in karst mountainous areas, southwest China, and it is also an important bioenergy species with great potentiality. However, the yield and starch quality have become to the bottleneck of edilbe canna industrial development. One of the major factors that limit the yield and quality is the water deficit in growth period, especially in the sub-taro development stage. Xingyu-2 is a cultivar of Canna edulis, with drought-resistance and higher yield. Observing the rhyzome development, studying starch systhesis and quality traits, filtering and cloning the gene related to starch systhesis and elucidating the relationship between gene expression and starch systhesis under drought stress condition can provide strong theoretical basis for the new cultivar population and the drought-resistant cultivation. The project will carry out the following research: First, study the anatomy and development of rhyzome under drought conditions. Second, develope physiological and biochemical study of starch systhesis. Third, clone genes related to starch systhesis and clarity the relationship between the starch systhesis and the gene expression under drought conditions. The project will not only provide strong theoretical support for the drought-resistance and high quality production of edible canna, but also provide theoretical guidance for breeding the drought-resistance and high quality cultivar of other high-starch crops.
高淀粉作物芭蕉芋是我国西南喀斯特山区优良的生物质能源作物,根茎产量和品质是芭蕉芋开发利用的限制瓶颈。喀斯特山区土层薄,持水能力差,生育期内尤其是子芋形成期水分缺乏是该区域芭蕉芋种植中的主要限制因素。'兴芋-2'是近年来培育的芭蕉芋抗旱高产品种,对'兴芋-2'根茎发育、淀粉合成与品质性状响应水分胁迫的机理进行深入研究,掌握干旱对其根茎发育、淀粉合成和品质形成的影响机理,筛选并克隆淀粉合成关键酶基因,从形态、生理和分子三个层次上阐明干旱对芭蕉芋根茎淀粉合成与品质形成的影响机制,可为芭蕉芋新品种的推广和抗逆栽培提高理论依据。本项目将从以下几个方面进行研究:1)干旱条件下的根茎发育学研究;2)干旱条件下的生理学研究;3)干旱条件下淀粉合成调控关键基因的克隆、表达及与淀粉合成的关系。项目的开展,不仅为芭蕉芋的抗旱优质栽培提供理论支撑,也为其他高淀粉作物的抗旱优质品种选育提供理论指导。

结项摘要

芭蕉芋是我国西南喀斯特山区优良的高淀粉生物质能源作物,喀斯特地区土层薄,持水能力差,生育期内尤其是子芋形成期水分缺乏是该区域芭蕉芋种植的主要限制因子。本项目以抗旱高产品种‘兴芋-2’为试材,以不抗旱品种‘兴芋-1’为对照,研究了干旱与芭蕉芋根茎产量及品质的关系,并从形态、生理和分子三个层次阐明了干旱对芭蕉芋根茎淀粉合成与品质形成的影响机制。研究发现干旱不仅降低根茎产量,改变成熟根茎中营养成分比例,尤其是降低淀粉、总蛋白及K含量;干旱还改变了淀粉热力学特征,降低了淀粉颗粒大小、糊化所需能量和膨胀度,改变了晶体结构,使淀粉易碎。干旱条件下,芭蕉芋叶片光合作用受到抑制,矿质吸收特别是N和K的吸收受阻,是造成芭蕉芋碳水化合物、矿质营养元素及蛋白降低的主要原因之一,另外,干旱改变了芭蕉芋干物质、碳水化合物及矿质营养元素元素的分配方向,使碳氮代谢物质优先向根和叶片分配,最大程度抵御干旱带来的伤害,是典型的耐旱性反应。干旱条件下,叶片和根茎中淀粉合成相关基因的表达也受到很大的影响,主要表现为干旱初期基因表达上调,但长时间的持续干旱淀粉合成酶基因下调,这是根茎淀粉降低的内在原因。

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(2)
镉胁迫大花美人蕉的生长及光合特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    贵州农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文娥;潘学军;李慧
  • 通讯作者:
    李慧
不同生育期芭蕉芋微量元素的吸收积累与转运分配特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    江苏农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文娥;潘学军
  • 通讯作者:
    潘学军

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其他文献

喀斯特山区特有野生葡萄砧木对‘水晶’生长及果实品质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    河北林业科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余凤岚;潘学军;张文娥;李德燕
  • 通讯作者:
    李德燕
UV辐射对植物多酚代谢的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    山地农业生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李雪;潘学军;张文娥
  • 通讯作者:
    张文娥
喀斯特山区野生葡萄幼苗的抗旱性评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西北农林科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    任菲宏;钟伟敏;张文娥;胡景铭;潘学军
  • 通讯作者:
    潘学军
野生毛葡萄水通道蛋白基因VhPIPs的克隆与组织特异性表达研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李菲;颜培玲;张文娥;潘学军
  • 通讯作者:
    潘学军
贵州野生毛葡萄果实品质及发酵特性的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    西北林学院学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余凤岚;潘学军;张文娥
  • 通讯作者:
    张文娥

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

        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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