RESEARCH-PGR: System approaches to study soybean root biology at high resolution

RESEARCH-PGR:高分辨率研究大豆根生物学的系统方法

基本信息

  • 批准号:
    1734145
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 369.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Soybean is a major crop with the ability to fix atmospheric nitrogen through symbiosis with soil bacteria. Legumes like soybean annually fix 60 million metric tons of nitrogen, which have a fertilizer replacement value of $7- 10 billion. A long-term goal of N2 fixation research is to transfer the symbiotic ability of legumes to non-legume crops like corn or tomato. However, there are gaps in our understanding of the complex events that occur after the bacteria penetrate the root. These gaps are hindering efforts to engineer nitrogen fixation into non-legumes. Hence, the main objective of this project is to elucidate the initial events that take place during the formation of structures that mediate the movement of bacteria through the root. This project will use high-resolution methods to characterize macromolecular events at a single-cell level. The experimental data will be analyzed with sophisticated modeling tools to improve our understanding of the first events of the legume-bacterial interactions that lead to symbiosis. The knowledge gained will support efforts to transfer the rhizobial symbiosis to non-leguminous plants. In addition to the research mission, the project will create new programs to provide transformative elementary education, as well as training programs for the professional development of middle school and high school teachers. Finally, this project will develop an innovative Sophomore Bioinformatics/Plant Science program to provide integrated training in plant research and bioinformatics.Data integration and system modeling of complex biological processes require detailed, functional genomic data, preferably obtained in a cell-specific way in order to avoid the effects of signal dilution due to the presence of non-responding cells. The long-term goal of this project is to further basic understanding of the agronomically important soybean N2 fixing symbiosis. A unique focus of this project is the ability to sample and analyze the transcriptome, proteome and metabolome at a single-cell resolution. These methods, as well as sophisticated data analysis and modeling tools, will be applied to the intermediate stages of soybean nodulation; specifically, the infection thread progression and bacterial release into nodule cells. These are key events in nodule formation/function that remain largely undefined. The data generated will be used to construct predictive, computational models of the plant response to rhizobial infection thread initiation and growth. The knowledge gained from this research, together with precision breeding techniques, will be instrumental to improving soybean quality and meeting the growing demand for food and fuel expected in the forthcoming years. Moreover, filling in the gaps in our understanding of the rhizobial-legume infection process will be critical to ongoing efforts to transfer this symbiosis to non-leguminous plants (e.g., maize). The project also includes strong outreach programs focusing on the introduction of plant science to elementary, high school and undergraduate students.
大豆是一种主要的农作物,通过与土壤细菌的共生,具有固定大气氮的能力。像大豆这样的豆类每年固定6000万公吨的氮,其肥料替代价值为70 - 100亿美元。固氮研究的一个长期目标是将豆科植物的共生能力转移到玉米或番茄等非豆科作物上。然而,我们对细菌穿透根部后发生的复杂事件的理解存在差距。这些差距阻碍了在非豆类植物中进行固氮工程的努力。因此,该项目的主要目标是阐明介导细菌通过根部运动的结构形成期间发生的初始事件。该项目将使用高分辨率方法来表征单细胞水平的大分子事件。实验数据将用复杂的建模工具进行分析,以提高我们对导致共生的豆类-细菌相互作用的第一个事件的理解。所获得的知识将支持将根瘤菌共生转移到非豆科植物的努力。除了研究使命,该项目将创建新的方案,提供变革性的小学教育,以及培训方案,为中学和高中教师的专业发展。最后,本项目将开发一个创新的生物信息学/植物科学二年级课程,提供植物研究和生物信息学的综合培训。复杂生物过程的数据集成和系统建模需要详细的功能基因组数据,最好是以细胞特异性的方式获得,以避免由于无响应细胞的存在而导致的信号稀释效应。本项目的长期目标是进一步了解具有重要农学意义的大豆固氮共生关系。该项目的一个独特的重点是能够以单细胞分辨率对转录组、蛋白质组和代谢组进行采样和分析。这些方法以及复杂的数据分析和建模工具将应用于大豆结瘤的中间阶段;特别是感染线进展和细菌释放到根瘤细胞中。这些是结核形成/功能中的关键事件,在很大程度上仍不明确。产生的数据将用于构建预测,计算模型的植物根瘤菌感染线程的启动和增长。从这项研究中获得的知识,加上精确的育种技术,将有助于提高大豆质量,满足未来几年对粮食和燃料日益增长的需求。此外,填补我们对根瘤菌-豆科植物感染过程的理解中的空白对于将这种共生关系转移到非豆科植物(例如,玉米)。该项目还包括强大的推广计划,重点是向小学,高中和本科生介绍植物科学。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Single-Cell Metabolic Profiling: Metabolite Formulas from Isotopic Fine Structures in Heterogeneous Plant Cell Populations
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.0c00936
  • 发表时间:
    2020-05-19
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Samarah, Laith Z.;Khattar, Rikkita;Vertes, Akos
  • 通讯作者:
    Vertes, Akos
Knowledge Base Commons (KBCommons) v1.1: a universal framework for multi-omics data integration and biological discoveries
  • DOI:
    10.1186/s12864-019-6287-8
  • 发表时间:
    2019-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Shuai Zeng;Zhen Lyu;Siva Ratna Kumari Narisetti;Dong Xu;T. Joshi
  • 通讯作者:
    Shuai Zeng;Zhen Lyu;Siva Ratna Kumari Narisetti;Dong Xu;T. Joshi
High-Throughput Analysis of Tissue-Embedded Single Cells by Mass Spectrometry with Bimodal Imaging and Object Recognition
采用双峰成像和物体识别的质谱法对组织包埋的单细胞进行高通量分析
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.1c00569
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Stopka, Sylwia A.;Wood, Ellen A.;Khattar, Rikkita;Agtuca, Beverly J.;Abdelmoula, Walid M.;Agar, Nathalie Y.;Stacey, Gary;Vertes, Akos
  • 通讯作者:
    Vertes, Akos
Characterization of the Spatial and Temporal Expression of Two Soybean miRNAs Identifies SCL6 as a Novel Regulator of Soybean Nodulation
  • DOI:
    10.3389/fpls.2019.00475
  • 发表时间:
    2019-04-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Hossain, Md Shakhawat;Hoang, Nhung T.;Stacey, Gary
  • 通讯作者:
    Stacey, Gary
Suppression of LjBAK1-mediated immunity by SymRK promotes rhizobial infection in Lotus japonicus
  • DOI:
    10.1016/j.molp.2021.07.016
  • 发表时间:
    2021-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    27.5
  • 作者:
    Feng, Yong;Wu, Ping;Cao, Yangrong
  • 通讯作者:
    Cao, Yangrong
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Gary Stacey其他文献

Identifying Receptor Kinase Substrates Using an 8000 Peptide Kinase Client Library Enriched for Conserved Phosphorylation Sites
使用富含保守磷酸化位点的 8000 肽激酶客户库鉴定受体激酶底物
  • DOI:
    10.1016/j.mcpro.2025.100926
  • 发表时间:
    2025-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.500
  • 作者:
    Daewon Kim;Gabriel Lemes Jorge;Chunhui Xu;Lingtao Su;Sung-Hwan Cho;Nagib Ahsan;Dongqin Chen;Lijuan Zhou;Marina A. Gritsenko;Mowei Zhou;Jinrong Wan;Ljiljana Pasa-Tolic;Dong Xu;Laura E. Bartley;Jay J. Thelen;Gary Stacey
  • 通讯作者:
    Gary Stacey
8th International Congress on Nitrogen Fixation
  • DOI:
    10.1007/bf02669289
  • 发表时间:
    1991-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.400
  • 作者:
    Peter M. Gresshoff;L. Evans Roth;Gary Stacey
  • 通讯作者:
    Gary Stacey
Global Transcriptome Analysis of Rice Seedlings in Response to Extracellular ATP
水稻幼苗响应细胞外 ATP 的全基因组转录组分析
  • DOI:
    10.1016/j.rsci.2025.03.002
  • 发表时间:
    2025-05-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.100
  • 作者:
    Chaemyeong Lim;Sae Hyun Lee;Haeun Lee;So-Yon Park;Kiyoon Kang;Hyeryung Yoon;Tae-Jin Yang;Gary Stacey;Nam-Chon Paek;Sung-Hwan Cho
  • 通讯作者:
    Sung-Hwan Cho
バチルス属芽胞特異的な植物生長促進効果の探索
芽孢杆菌孢子特异性植物生长促进作用的探索
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安掛 真一郎;Jean Louise Cocson Damo;安田 美智子;Fernanda Plucani do Amaral;頼 泰樹;Gary Stacey;横山 正;大津(大鎌) 直子
  • 通讯作者:
    大津(大鎌) 直子
Degree of polymerization and spatial distributions of acyclic and cyclic oligohexoses in soybean root nodules uncovered by MALDI and nanophotonic laser desorption ionization mass spectrometry
基质辅助激光解吸电离和纳米光子激光解吸电离质谱揭示的大豆根瘤中无环和环状低聚己糖的聚合度及空间分布
  • DOI:
    10.1016/j.mtbio.2025.101776
  • 发表时间:
    2025-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.200
  • 作者:
    Chloe Corning;Marjan Dolatmoradi;Tina H. Tran;Gary Stacey;Lajos Szente;Laith Z. Samarah;Akos Vertes
  • 通讯作者:
    Akos Vertes

Gary Stacey的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Gary Stacey', 18)}}的其他基金

ERA-CAPS: Mechano-purino signaling in abiotic stress
ERA-CAPS:非生物胁迫中的机械嘌呤信号传导
  • 批准号:
    1826803
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Soybean Root Hairs: A Model for Single-Cell Plant Biology
大豆根毛:单细胞植物生物学模型
  • 批准号:
    1025752
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
9th International Congress of Plant Molecular Biology to be held October 25 - 30, 2009 in St. Louis, MO
第九届国际植物分子生物学大会将于2009年10月25日至30日在密苏里州圣路易斯举行
  • 批准号:
    0943552
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
IV International Conference on Legume Genetics and Genomics to be held December 7 - 12, 2008 in Puerto Vallarta, Mexico
第四届豆类遗传学和基因组学国际会议将于2008年12月7日至12日在墨西哥巴亚尔塔港举行
  • 批准号:
    0818646
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
20th North American Conference on Symbiotic Nitrogen Fixation to be held in Milwaukee, WI July 9-13, 2007
第20届北美共生固氮会议将于2007年7月9日至13日在威斯康星州密尔沃基举行
  • 批准号:
    0641274
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Korea-USA Joint Seminar on Soybean Genomics and Biotechnology
韩美大豆基因组学和生物技术联合研讨会
  • 批准号:
    0527112
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Functional Genomics of Root Hair Infection
根毛感染的功能基因组学
  • 批准号:
    0421620
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SGER: Repeat and BAC-End Sequencing of Soybean
SGER:大豆重复测序和 BAC 末端测序
  • 批准号:
    0417357
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Role of Oligopeptide Transport in Plant Growth and Development
寡肽运输在植物生长发育中的作用
  • 批准号:
    0235286
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Workshop: Genomic Perspectives of Soybean Biology to be held in St. Louis, MO at the end of October, 2003
研讨会:大豆生物学的基因组视角将于 2003 年 10 月底在密苏里州圣路易斯举行
  • 批准号:
    0344641
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

孕激素通过 PGR/RUNX 调控胎盘 ASPROSIN 转录介 导妊娠期糖尿病
  • 批准号:
    2024JJ5350
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
E3连接酶RNF213导致PGR缺陷在子宫内膜蜕膜化中的作用机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
通过构建Pgr-Cas9工具小鼠研究Hippo通路效应因子Yap1/Wwtr1在蜕膜化过程中的作用
  • 批准号:
    32370913
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
海洋硅藻PGR5/PGRL1蛋白感知和适应波动光的作用机制研究
  • 批准号:
    42276146
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
KLF12通过调控PGR和GDF10的表达抑制孕激素诱导子宫内膜癌细胞分化的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
HBP1调节PGR转录活性在胚胎植入及妊娠维持中的作用机制
  • 批准号:
    82160296
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    34.00 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
靶向PGR阳性乳腺癌的多功能钌配合物合成及其抗肿瘤机制研究
  • 批准号:
    21501074
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: RESEARCH-PGR: Development of epigenetic editing for crop improvement
合作研究:RESEARCH-PGR:用于作物改良的表观遗传编辑的开发
  • 批准号:
    2331437
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: TRTech-PGR TRACK: Discovery and characterization of small CRISPR systems for virus-based delivery of heritable editing in plants.
合作研究:TRTech-PGR TRACK:小型 CRISPR 系统的发现和表征,用于基于病毒的植物遗传编辑传递。
  • 批准号:
    2334028
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TRTech-PGR: PlantTransform: Boosting Agrobacterium-mediated transformation efficiency in the orphan crop tef (Eragrostis tef) for trait improvement
TRTech-PGR:PlantTransform:提高孤儿作物 tef(画眉草 tef)中农杆菌介导的转化效率,以改善性状
  • 批准号:
    2327906
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RESEARCH-PGR: Cycling to low-temperature tolerance
研究-PGR:循环到耐低温
  • 批准号:
    2332611
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: RESEARCH-PGR: Development of epigenetic editing for crop improvement
合作研究:RESEARCH-PGR:用于作物改良的表观遗传编辑的开发
  • 批准号:
    2331438
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: TRTech-PGR TRACK: Discovery and characterization of small CRISPR systems for virus-based delivery of heritable editing in plants.
合作研究:TRTech-PGR TRACK:小型 CRISPR 系统的发现和表征,用于基于病毒的植物遗传编辑传递。
  • 批准号:
    2334027
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RESEARCH-PGR: Unlocking the Genetic and Epigenetic Basis of Cereal Crop Adaptation to Acidic Soil Regions
研究-PGR:揭示谷物作物适应酸性土壤地区的遗传和表观遗传基础
  • 批准号:
    2328611
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: RESEARCH-PGR Meeting Future Food Demands: Phosphoproteomics to Unravel Signaling Pathways in Soybean's Response to Phosphate and Iron Deficiency
合作研究:RUI:RESEARCH-PGR 满足未来食品需求:磷酸蛋白质组学揭示大豆对磷酸盐和铁缺乏的反应的信号通路
  • 批准号:
    2329893
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
TRTech-PGR: Unlocking Bread Wheat Genome Diversity: Foundational Genome Sequences and Resources to Advance Breeding and Biotechnological Improvement of a Global Food Security Crop
TRTech-PGR:解锁面包小麦基因组多样性:促进全球粮食安全作物育种和生物技术改进的基础基因组序列和资源
  • 批准号:
    2322957
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: RESEARCH-PGR Meeting Future Food Demands: Phosphoproteomics to Unravel Signaling Pathways in Soybean's Response to Phosphate and Iron Deficiency
合作研究:RUI:RESEARCH-PGR 满足未来食品需求:磷酸蛋白质组学揭示大豆对磷酸盐和铁缺乏的反应的信号通路
  • 批准号:
    2329894
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 369.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了