OsmiR530在phyB介导的光信号途径中的作用机制研究

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基本信息

  • 批准号:
    31801343
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 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:
    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

MicroRNAs (miRNAs) and phytochrome B (phyB) play important roles in multiple processes, such as plant growth and development and defense responses. However, the mechanism of phyB-mediated light signaling is still unclear. Little information about the relationship between phyB and miRNAs has been reported so far. In our previous study, we found a miRNA, OsmiR530, was significantly up-regulated in the phyB mutant. Transgenic rice plants overexpressing OsmiR530 showed significantly reduced plant height, smaller seeds and less sensitivity to the red light, which are similar to those of phyB mutant. These results indicate that OsmiR530 participates in phyB-mediated light signaling. OsmiR530 belongs to a highly conserved miRNA family in plants, miR530 family. There is only one member of miR530 in rice genome. However, the regulation and biological roles of miR530 in plants are sill elusive. Based on the results from degradome sequencing and 5’ RLM-RACE, OsDE1 was identified as the target of OsmiR530. The function of OsDE1 is unknown. Analysis of cis-elements in OsMIR530 promoter regions reveals that it contains multiple phytochrome-interating factor (PIF) binding sites. Furthermore, the expression of OsmiR530 was significantly down-regulated in OsPIL15 and OsPIL16 overexpression transgenic plants, while its target gene OsDE1 was significantly up-regulated. These results indicate OsPIL15 and OsPIL16 are likely to act upstream of OsmiR530. Consistently, OsPIL15 was identified as direct regulator of OsMIR530 by ChIP assay. In this project, we plan to investigate functions of osa-miR530 and its target in phyB-mediated light signaling and identify the upstream regulators of OsMIR530. The expected results will establish a novel phytochrome signaling pathway (phyB-OsPIL15/16-OsmiR530-OsDE1) and lay an important foundation for rice yield and quality improvement.
miRNA和phyB在植物生长发育和胁迫响应等方面具有重要调控作用。目前对miRNA在phyB信号通路中的作用知之甚少。前期研究发现,OsmiR530在phyB突变体中表达显著提高,其过表达株系红光敏感性降低、株高降低、种子变小,与phyB突变体表型一致,推测其参与了phyB信号通路。miR530在水稻中只有一个成员且功能未知。通过降解组测序和5’RACE,确定其靶基因为未知基因OsDE1。MIR530启动子含有多个光敏色素作用因子PIF的结合位点,且PIL15/16的过表达导致OsmiR530表达显著降低,其靶基因表达显著提高,这暗示PIL15/16可能是OsmiR530上游基因。利用ChIP技术,验证了MIR530与PIL15的互作。本项目拟通过对OsmiR530及其靶基因的功能分析及上游基因鉴定,阐明其在phyB介导的信号途径中的作用机制,为水稻农艺性状改良提供新的理论依据和方法。

结项摘要

miRNA和phyB在植物生长发育和胁迫响应等方面具有重要调控作用。目前对miRNA在phyB信号通路中的作用知之甚少。前期研究发现,OsmiR530在phyB突变体中表达显著提高,其过表达株系红光敏感性降低、株高降低、种子变小,与phyB突变体表型一致,推测其参与了phyB信号通路。本研究通过对水稻OsmiR530及其靶基因OsPL3和上游光敏色素作用因子OsPIL15的研究,全面解析了其对水稻产量调控的作用机制。研究发现OsmiR530负调控了水稻产量。过表达OsmiR530显著降低籽粒大小和穗粒数,导致产量下降,而抑制OsmiR530的表达则会显著提高水稻产量。敲除OsmiR530的靶基因OsPL3后,会降低水稻产量。进一步研究表明,OsPIL15可以直接结合OsMIR530启动子中的G-box元件激活其表达。遗传变异分析表明,OsMIR530在水稻育种过程中可能经过了人工选择。该研究结果阐明了水稻“OsPIL15-OsmiR530-OsPL3”模块调控水稻产量性状的分子机制,为水稻和其他作物高产育种提供重要理论依据。此外,本研究鉴定了一个新的OsmiR530的靶基因OsRMT,且其同OsPL3一样也正向调控水稻籽粒大小,初步研究表明OsPL3/OsRMT可能协同参与了OsmiR530对水稻产量调控。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
OsmiR530 acts downstream of OsPIL15 to regulate grain yield in rice
OsmiR530 作用于 OsPIL15 下游,调节水稻籽粒产量
  • DOI:
    10.1111/nph.16399
  • 发表时间:
    2020-02-06
  • 期刊:
    NEW PHYTOLOGIST
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Sun, Wei;Xu, Xiao Hui;Xie, Xianzhi
  • 通讯作者:
    Xie, Xianzhi

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  • 作者:
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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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