SAMDC调控多胺参与棉花抗逆分子机制研究

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基本信息

  • 批准号:
    31301363
  • 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:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Cotton was an important cash crop, low temperature, drought and salinity stress seriously influenced yeild and quanlity of cotton fibre. Many results suggested polyamines commonly involved in plant growth and development, and played important roles in response to abiotic stress. In this study, we cloned the cDNA sequence of SAMDC genes in cotton, analyzed the expression patternes of SAMDC in different tissues and stress treatments by realtime-PCR. Overexpression and RNAi vectors were constructed by gateway technology, and transformated into cotton mediated by Agrobacterium tumefaciens, transformated offsprings(including overexpression and RNAi) were identified. The effects of SAMDC gene during cotton growth and development were dectected in contorl(untransformated) and transformated plants treated with different stresses. On the other hand, the content of H2O2, NO, ABA and polyamines(putrescine, spermidine, spermine) were detected, gene expressions of SAMDC and transcription factors related abiotic stress resistance were detected in different stress treatments. Correlation analysis between physiological indexes, genes expression, and physiological indexes and genes expression were analyzed.The potential metabolic pathway was identified by gene expression of certain stress resistance related genes.Together with these results, molecular mechanism of SAMDC would be clarified, and provided a new reflection to stress resistance breeding in cotton.
棉花是重要的经济作物,低温、干旱、盐碱等多种非生物胁迫严重影响棉花产量和品质,大量研究表明多胺调节植物生长和发育,在抵御各种非生物胁迫过程中发挥重要作用。本项目拟在克隆棉花多胺代谢关键酶SAMDC基因全长cDNA序列的基础上,利用Realtime-PCR技术分析它在不同组织和不同胁迫条件下的表达特征;构建植物超表达和RNAi载体转化棉花,比较转基因株系和对照植株对不同胁迫处理的反应。采集不同胁迫条件下不同处理时间样本,进行H2O2、NO、ABA和多胺(腐胺、亚精胺、精胺)含量测定,同时分析 抗逆相关转录因子表达情况;分析各项生理指标之间、基因表达之间以及生理指标和基因表达之间的相关性,明确多胺、信号分子和转录因子之间的关系和多胺参与抗逆的可能途径,进而对不同途径中的相关基因进行表达分析验证,解析SAMDC调控棉花多胺参与抵御非生物胁迫的可能机制,为棉花抗逆育种研究提供新思路。

结项摘要

棉花是重要的经济作物,低温、干旱、盐碱等多种非生物胁迫严重影响棉花产量和品质。大量研究表明S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)基因通过参与多胺代谢调节植物生长和发育,参与抵御各种非生物胁迫过程。本项目克隆获得3个棉花多胺合成关键SAMDC基因,利用Realtime-PCR技术分析不同组织和不同胁迫条件下的表达特征;GhSAMDC2在茎中表达相对较高,随着纤维发育表达量不断增加,在纤维发育后期表达量达到最高;GhSAMDC2受低温和干旱胁迫诱导最强烈,GhSAMDC3响应盐胁迫显著,GhSAMDC4受ABA诱导强烈。构建植物超表达载体转化棉花和拟南芥,GhSAMDC2,3均得到至少5 株阳性转基因棉花植株。选择3个转GhSAMDC3拟南芥株系进行NaCl胁迫处理,结果表明200 mM NaCl处理下,转基因拟南芥种子萌发率显著高于野生型;推测GhSAMDC3基因显著提高了盐胁迫下拟南芥的种子萌发。用200 mM NaCl处理时GhSAMDC3基因在48h 表达量显著升高;高压液相色谱分析发现转基因拟南芥中亚精胺含量极显著升高。抗盐相关基因表达分析表明,GhSAMDC3基因可能通过多种途径参与了抗盐过程,该结果可为棉花抗逆育种研究提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
棉花多胺氧化酶基因(GhPAO3)的克隆及表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    西北农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程文翰;贺雪;孙杰;朱华国
  • 通讯作者:
    朱华国
Polyamine and Its Metabolite H2O2 Play a Key Role in the Conversion of Embryogenic Callus into Somatic Embryos in Upland Cotton (Gossypium hirsutum L.).
多胺及其代谢物 H2O2 在陆地棉 (Gossypium hirsutum L.) 胚性愈伤组织向体细胞胚的转化中发挥关键作用
  • DOI:
    10.3389/fpls.2015.01063
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Cheng WH;Wang FL;Cheng XQ;Zhu QH;Sun YQ;Zhu HG;Sun J
  • 通讯作者:
    Sun J
棉花S-腺苷蛋氨酸脱羧酶基因(GhSAMDC2/3/4)的克隆及其诱导表达分析
  • DOI:
    10.11963/issn.1002-7807.201502011
  • 发表时间:
    2015-07
  • 期刊:
    棉花学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程文翰;刘永昌;成新琪;孙杰
  • 通讯作者:
    孙杰
De novo transcriptome analysis reveals insights into dynamic homeostasis regulation of somatic embryogenesis in upland cotton (G. hirsutum L.).
从头转录组分析揭示了陆地棉(G. hirsutum L.)体细胞胚胎发生的动态稳态调节的见解
  • DOI:
    10.1007/s11103-016-0511-6
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
    PLANT MOLECULAR BIOLOGY
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Cheng, Wen-Han;Zhu, Hua-Guo;Tian, Wen-Gang;Zhu, Shou-Hong;Xiong, Xian-Peng;Sun, Yu-Qiang;Zhu, Qian-Hao;Sun, Jie
  • 通讯作者:
    Sun, Jie
棉花多胺氧化酶基因(GhPAO_2)的克隆及非生物胁迫下的表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王凡龙;贺雪;孙杰;朱华国
  • 通讯作者:
    朱华国

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其他文献

棉花GhPAO3基因的CRISPR/Cas9表达载体的构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    新疆农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱雪峰;田文刚;熊显鹏;薛飞;张莉;朱华国
  • 通讯作者:
    朱华国
同步抑制FAD2与FatB基因提高烟草种子油酸组分含量的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    西北植物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵彦朋;刘峰;李艳军;朱华国;张新宇;孙杰
  • 通讯作者:
    孙杰
异源表达棉花S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(Gh SAMDC1)基因提高了拟南芥抗盐能力
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田文刚;朱雪峰;宋雯;程文翰;薛飞;朱华国
  • 通讯作者:
    朱华国

其他文献

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朱华国的其他基金

SAMDC和PAO基因调控多胺参与棉花体细胞胚胎发生的研究
  • 批准号:
    31660427
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    39.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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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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