紫花苜蓿有性生殖响应碳纳米材料的生物学机制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31802129
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    韩云华
  • 依托单位：
    兰州大学
  • 学科分类：
    C1602.草培育、保护与利用
  • 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

Alfalfa (Medicago sativa) is the one of the most important legumes. Seed yield of alfalfa is considerably lower than the potential seed yield. Application of plant growth regulators (PGRs) is a common practice to increase alfalfa seed yield. Carbon nano materials (CNMs), composed of carbon atom, is one of the most widely used and the best prospective materials. It is reported that CNMs is beneficial for plant vegetative and reproductive growth and the mechanism that CNMs affect plant sexual reproduction is not clear. For alfalfa, our former results shows CNMs can promote root elongation, indicating a PGRs similar effect. In this project, five new CNMs will be used to reveal the biological response of alfalfa sexual reproduction to CNMs from reproductive system development, seed dynamic development, gene expression, photosynthesis, absorb and translation of CNMs. This project will supply new idea and method for increasing of alfalfa seed yield.
紫花苜蓿是世界上最重要的豆科牧草之一，其种子产量远低于潜在产量，使用植物生长调节剂是提高种子产量的重要途径。碳纳米材料由碳原子构成，是用途最广、最具前景的新材料之一。据报道，碳纳米材料可调控植物营养生长和生殖生长，但其影响植物有性生殖的生物学机制尚不明确。申请人先期研究也表明，碳纳米材料可促进紫花苜蓿根系发育，具有类似植物生长调节剂的功能。本研究选用五种新型碳纳米材料，从生殖系统发育、种子发育动态、基因表达、光合作用、碳纳米材料吸收转运等角度，揭示紫花苜蓿有性生殖响应碳纳米材料的生物学机制。研究可为提高紫花苜蓿种子产量提供新方法和新理论。

结项摘要

纳米材料与植物互作是近年来新兴的研究热点，已在多种植物中证实具有促生作用。本研究聚焦纳米材料对紫花苜蓿种子产量形成的影响，从形态、生理、分子层面解释其内在机理。主要研究结果如下：合成了碳纳米量子点（nano carbon dots）和纳米Mn3O4两种纳米材料，购买了富勒烯、多壁碳纳米管两种纳米材料，表征结果证实其粒径、元素含量和功能基团均符合试验要求。四种纳米材料中，50mg/L碳纳米量子点可显著促进紫花苜蓿种子产量的形成，产量提高33%。碳纳米量子点通过改善紫花苜蓿光合作用（净光合速率提高56%）促进紫花苜蓿种子产量的形成。转录组分析结果表明，紫花苜蓿有4660个差异表达基因响应碳纳米量子点处理，代谢通路富集分析表明，这些差异基因主要参与植物激素转导以及淀粉和蔗糖代谢途径。初步证实碳纳米量子点在紫花苜蓿种子萌发和抗旱性方面具有较好的应用效果。

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（0）
Effects of Irrigation and Nitrogen Fertilization on Seed Yield, Yield Components, and Water Use Efficiency of Cleistogenes songorica
灌溉和施氮肥对隐子草种子产量、产量构成和水分利用效率的影响
  • DOI：
    10.3390/agronomy11030466
  • 发表时间：
    2021-03-01
  • 期刊：
    AGRONOMY-BASEL
  • 影响因子：
    3.7
  • 作者：
    Tao, Qibo;Bai, Mengjie;Wang, Yanrong
  • 通讯作者：
    Wang, Yanrong
Optimizing between-row and within-row spacing for Artemisia sphaerocephala (Asteraceae) seed production
优化白蒿（菊科）种子生产的行间和行内间距
  • DOI：
    10.1016/j.indcrop.2019.111490
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Industrial Crops and Products
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Tao Qibo;Bai Mengjie;Han Yunhua;Wang Yanrong
  • 通讯作者：
    Wang Yanrong

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其他文献

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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