miR1848调节油菜素内酯和蜡质的合成及其在水稻发育和逆境响应中的功能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31371604
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    77.0万
  • 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:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Rice is one of the most important staple crops in the world. The development of rice is controlled by many factors. MicroRNAs (miRNAs) are short RNAs found in eukaryotic cells, and are transcriptional and post-transcriptional regulators that bind to complementary sequences on target mRNAs, usually resulting in translational repression or target degradation. MiRNAs are involved in the regulation of plant growth and development, and show response to biotic and abiotic stresses. Elucidation of the function of miRNAs is important for genetics and molecular breeding of rice. The miRNA,Osa-miR1848, was first isolated from the filling grain of rice by Zhu et al (2008). To our knowledge, a systematic study of the function of Osa-miR1848 in rice has not been reported yet. In our preliminary study, we found that: (1) Osa-miR1848 regulates the expression of two key genes in the biosynthetic pathway of brassinosteroid and wax in rice. (2) Compared to the control, the transgenic rice that overexpressed Osa-miR1848 show less tolerance to some biotic and abiotic stresses,such as drought, cold, salt treatments,aphid and shealth rot, and have some specific phenotypes including lower seed setting rate, shorter seeds and plant height. This project proposal that developed based on our preliminary results aims to study:(1) the interaction between Osa-miR1848 and mRNAs of its target genes, e.g., the molecular mechanism of binding and target degradation; and the possible interaction pattern during the spatial and temporal expression;(2)the regulation mechanism of Osa-miR1848 in the biosynthetic pathway of brassinosteroid and wax;(3)the function of Osa-miR1848 during the growth and development and the response to abiotic and biotic stresses in rice. This project will be helpful to understand the functions of Osa-miR1848 and biosynthetic pathways of brassinosteroid and wax in plants,and will also provide a clue for investigation of signal transduction mechanism of BR in the regulation of plant growth and development,and give a evaluation for its application value in rice molecular breeding.
microRNA(miRNA)通过调节靶基因的表达影响植物生长发育和对逆境的响应。阐明它们的功能对水稻遗传育种具有重要意义。Osa-miR1848是从谷穗中鉴定的一个目前只在水稻中发现的miRNA。我们已有的研究显示Osa-miR1848通过参与调节油菜素内酯(Brassinosteroid, BRs)和蜡质(Wax)的合成,影响了植株的株高、结实和耐逆性。本项目拟应用形态学、分子生物学、生理生化技术等研究:(1)Osa-miR1848和靶基因互作的机制(如:Osa-miR1848与靶基因mRNA结合与降解的分子证据,它们在时间和空间上的表达是否重叠);(2)Osa-miR1848调节BR和腊质合成的分子机制;(3)Osa-miR1848调控株高、结实及在逆境响应中的作用机制。研究将阐明Osa-miR1848的生物学功能,加深对BR和蜡质合成调节的理解,并评价其在水稻分子育种中的应用价值。

结项摘要

小分子RNA(microRNA) 通过调节靶基因的表达影响植物生长发育和对逆境的响应,它们功能的阐明对水稻遗传育种具有重要意义。我们通过对水稻谷穗中分离得到的小分子RNA Osa-miR1848进行详细的生物学功能研究。研究结果表明OsCYP51G3和OsWS是Osa-miR1848的靶基因, OsCYP51G3和OsWS均是内质网膜结合蛋白,推测这两类物质均是可能在内质网合成然后再被运输到别的地方发挥作用。Osa-miR1848通过调节油菜素内酯合成基因OsCYP51G3的表达影响了水稻细胞膜脂成分及油菜素内酯类物质的合成从而影响了水稻的株高、叶片夹角以及植株对干旱、盐和病虫害的抗性。Osa-miR1848通过调节蜡质合成相关基因OsWS1的表达影响了植株内长链脂肪酸的合成进而影响了植株表皮蜡质的合成和植株对干旱的抗性。研究结果明确了Osa-miR1848的生物学功能,加深了对BR和蜡质合成调节的理解,丰富BR调节的信号通路内容。.在此研究基础上,一共发表SCI研究论文4篇,申请国家发明专利1件,多人次参加国际或者国内学术会议7次,获水稻新品种保护权1个,2个水稻新品种参加广东省区试及递送2个水稻新品种保护权的材料。

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(2)
专利数量(1)
Rice microRNA osa-miR1848 targets the obtusifoliol 14alpha-demethylase gene OsCYP51G3 and mediates the biosynthesis of phytosterols and brassinosteroids during development and in response to stress.
水稻 microRNA osa-miR1848 靶向钝叶醇 14α-脱甲基酶基因 OsCYP51G3,并在发育过程中和应激反应中介导植物甾醇和油菜素类固醇的生物合成。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    New Phytologist
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Xu, Xinlan;Kang SH;Kim SK;Zhang MY
  • 通讯作者:
    Zhang MY
Rice microRNA osa-miR1848 targets the obtusifoliol 14α-demethylase gene OsCYP51G3 and mediates the biosynthesis of phytosterols and brassinosteroids during development and in response to stress
水稻 microRNA osa-miR1848 靶向钝叶醇 14α-脱甲基酶基因 OsCYP51G3,并在发育过程中和应激反应中介导植物甾醇和油菜素类固醇的生物合成。
  • DOI:
    10.1111/nph.13513
  • 发表时间:
    2015-11-01
  • 期刊:
    NEW PHYTOLOGIST
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Xia, Kuaifei;Ou, Xiaojing;Zhang, Mingyong
  • 通讯作者:
    Zhang, Mingyong
MicroRNA393 is involved in nitrogen-promoted rice tillering through regulation of auxin signal transduction in axillary buds.
MicroRNA393通过调节腋芽生长素信号转导参与氮促进水稻分蘖
  • DOI:
    10.1038/srep32158
  • 发表时间:
    2016-08-30
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li X;Xia K;Liang Z;Chen K;Gao C;Zhang M
  • 通讯作者:
    Zhang M
Rice osa-miR171c Mediates Phase Change from Vegetative to Reproductive Development and Shoot Apical Meristem Maintenance by Repressing Four OsHAM Transcription Factors.
水稻 osa-miR171c 通过抑制四种 OsHAM 转录因子介导从营养发育到生殖发育的相变和芽顶端分生组织的维持
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0125833
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Fan T;Li X;Yang W;Xia K;Ouyang J;Zhang M
  • 通讯作者:
    Zhang M

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其他文献

Isolation and characterization of an atypical LEA gene (IpLEA) from Ipomoea pes-caprae conferring salt/drought and oxidative stress tolerance
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    植物科学学报
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    --
  • 作者:
    张明永;欧阳杰;夏快飞
  • 通讯作者:
    夏快飞
厚藤cDNA文库的构建和重金属镉耐受相关基因的筛选
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    植物科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张美
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热敏感基因雄性不育稻培爱64s花药中钙的沉淀
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶秀磷;梁承邺;张明永;夏快飞
  • 通讯作者:
    夏快飞

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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