RNase Ⅲ结构域蛋白在低温下调控叶绿体发育并提高水稻耐低温能力的研究

批准号:
31570269
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
滕胜
依托单位:
学科分类:
C0205.植物与环境互作
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
王玉锋、于波、樊亚伟、张於平
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中文摘要
温度是植物生长的一个重要环境因素,水稻是喜温植物,偶然的低温能抑制水稻生长、影响品质甚至造成减产。因此,提高水稻耐低温能力有十分重要的意义。.我们在前期研究中克隆了一个调控水稻低温下叶绿体发育的功能基因,该基因编码RNaseⅢ结构域蛋白;初步发现该基因参与低温叶绿体基因的内含子剪切;该基因的拷贝在水稻中存在自然变异,不同拷贝的分布与水稻品种的地理分布和籼粳分化显著相关,高纬度的水稻品种一般有两个拷贝,而低纬度的品种一般只有一个拷贝,多数籼稻品系只有一个拷贝,而粳稻品系一般有两个拷贝;在籼粳交RIL群体中,一个耐低温能力相关的主效QTL被定位到粳稻特有拷贝的染色体区域,提示了该调控低温下叶绿体发育的基因与水稻耐低温能力相关。在此基础上,本项目拟系统研究该基因的调控模式和生理生化功能,阐明其提高水稻耐低温能力的作用机制,探索其在改良水稻品种,扩大水稻地理适应范围,以及稳产增产等方面的应用价值。
英文摘要
Temperature is an important environmental factor. Rice is a thermophilic plant. Accidental low temperature can inhibit the growth of rice, affect the quality and yield. Therefore, improving the cold tolerance of rice has the vital significance..Previously, we cloned a rice gene controlling chloroplast development under low temperature. This gene is encoding a RNaseⅢ domain protein structure, and participate in the splicing of chloroplast genes under low temperature. Natural variations of the copies of this gene are existed in rice.The distribution of the different copies strongly related with the geographical distribution and indica/japonica differentiation. rice varieties distributed in north generally has two copies, those distributed in south usually has only one copy. Indica varieties generally have only a copy, and japonica varieties generally have two copies. A major QTL for seedling chlorophyll content under low temperature has been mapped in the chromosomal region of japonica unique copy. These results implied that the gene regulating the chloroplast development under low temperature may contribute to the low temperature resistance in rice. The project will study the physiological and biochemical function and the regulation pattern of this gene, elucidate the mechanism of increasing the low temperature resistance ability in rice, and explore the utility of this gene in rice varieties improvement, expanding the scope of the rice geography adapt to, and stable production, etc.
从LTA1-5/LTA1-11 X lta1-5/lta1-11的杂交后代中,利用分子标记辅助选择和SNP芯片鉴定,构建了LTA1-5和LTA1-11两个基因位点的4个近等基因系,通过分析了近等基因系在低温下的叶色表型和叶绿素含量,发现LTA1-5和LTA1-11这两个基因的功能既具有冗余性,也具有叠加性;分别构建了LTA1-5和LTA1-11的启动子GUS转基因载体,利用转基因植株分析了LTA1-5和LTA1-11的时空表达模式,发现LTA1-5基因和LTA1-11基因的启动子在不同组织中都有活性,其活性强弱没有明显差异;构建了LTA1-5/LTA1-11蛋白信号肽与绿色荧光蛋白GFP融合的瞬时表达载体,在水稻原生质体中瞬时表达,发现该该信号肽将GFP蛋白定位到叶绿体中,表明LTA1-5和LTA1-11是叶绿体蛋白;鉴定了近等基因系在高温和低温下18个叶绿体基因的内含子剪切效率,发现LTA1能促进叶绿体基因atpF的剪接,揭示了LTA1的分子功能。本项目共发表论文5篇,其中SCI 文章3 篇;获得专利1项;培养培养博士后2名、博士3名,硕士2名,在国际会议作学术报告1次。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Temperature-sensitive albino gene TCD5, encoding a monooxygenase, affects chloroplast development at low temperatures.
编码单加氧酶的温度敏感白化基因 TCD5 会影响低温下叶绿体的发育。
DOI:10.1093/jxb/erw287
发表时间:2016-09
期刊:Journal of experimental botany
影响因子:6.9
作者:Wang Y;Zhang J;Shi X;Peng Y;Li P;Lin D;Dong Y;Teng S
通讯作者:Teng S
DOI:--
发表时间:2018
期刊:中国水稻科学
影响因子:--
作者:胡张华;刘秀艳;王玉锋;彭瑜;史晓亮;滕胜
通讯作者:滕胜
TSC1 enables plastid development under dark conditions, contributing to rice adaptation to transplantation shock
TSC1 使质体在黑暗条件下发育,有助于水稻适应移植休克
DOI:10.1111/jipb.12621
发表时间:2018-02-01
期刊:JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY
影响因子:11.4
作者:Shi, Xiaoliang;Chen, Sunlu;Teng, Sheng
通讯作者:Teng, Sheng
DOI:--
发表时间:2018
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:贾涛;彭瑜;孙爱清;秦萍;杜如月;滕胜
通讯作者:滕胜
Association Study Reveals Genetic Loci Responsible for Arsenic, Cadmium and Lead Accumulation in Rice Grain in Contaminated Farmlands
关联研究揭示了受污染农田稻谷中砷、镉和铅积累的遗传位点
DOI:10.3389/fpls.2019.00061
发表时间:2019-02-05
期刊:FRONTIERS IN PLANT SCIENCE
影响因子:5.6
作者:Liu, Xiuyan;Chen, Sunlu;Teng, Sheng
通讯作者:Teng, Sheng
SUN1介导植物糖信号的分子机理研究
- 批准号:31870229
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:滕胜
- 依托单位:
拟南芥ANAC060抑制果糖特异信号分子机理的研究
- 批准号:31370284
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:滕胜
- 依托单位:
拟南芥果糖信号新途径关键基因FSQ6的克隆与功能分析
- 批准号:30970246
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:滕胜
- 依托单位:
水稻氯酸钾抗性主效QTL(qCHR-2)的克隆与功能分析
- 批准号:30770182
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:滕胜
- 依托单位:
国内基金
海外基金
