植物外显子拼接复合体(EJC)功能与进化研究
批准号:
31370259
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
贺超英
依托单位:
学科分类:
C0202.植物系统发生与进化
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
王丽、公丕昌、全慧、何玲莉、赵嫚、谷勇哲、李菁
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中文摘要
外显子拼接复合体(EJC)是真核生物所特有的蛋白复合体,与真核生物的起源有密切关系。它的生化功能与RNA代谢和蛋白质翻译等有关,核心包括MAGO、Y14、BTZ和eIF4AIII。它们在动物发育起着重要作用,但在植物中的功能报道较少,其中BTZ和eIF4AIII在植物中的功能未知。核心成员的进化模式和它们之间的进化关系不清楚。我们初步完成MAGO和Y14这两个基因家族的进化和它们在水稻中的功能分析,表明EJC四个核心成员在进化过程中经历着共进化,具有广泛且相似的生物功能。在本项目中,我们将聚焦BTZ和eIF4AIII两基因家族的进化,包括进化速率、拷贝数变异、基因表达分化和功能分化样式,探讨功能分化的分子成因;通过转基因敲除分析它们及同源基因在毛酸浆和水稻发育,尤其是育性和胚胎发育中的作用;综合分析在进化过程中EJC四核心成员蛋白家族间的进化关系,探讨它们在植物多样性和适应性进化中的意义。
英文摘要
Exon junction complex (EJC) is a fundamental protein complex in eukaryotes. Its evolution and functional diversification have a close association with the eukaryotic origin. The basic biochemical function of the complex is involved in RNA metabolisms and protein translational processes. The EJC core includes MAGO, Y14, BTZ and eIF4AIII. They play an important role in the development of animals, but their functions in plants are poorly known. In particular, the functions of the BTZ and eIF4AIII in plants are not reported yet. The evolution model of each protein family and the evolutionary relationship between the four protein families throughout the eukaryotes are still unknown. Both MAGO and Y14 in Arabidopsis have a similar and broader role including pollen development and embryogenesis. Currently, we have completed preliminary evolutionary study on MAGO and Y14 gene families and characterized their functions in rice. The results give us an opportunity to assume that EJC four core members are likely subject to a process of the co-evolution and share functions in plant development. In this project, we will focus on the evolutionary analysis of the BTZ and eIF4AIII gene families, including evolutionary rate, copy number variation, gene expression differentiation in different tissues in response to various environmental stimuli and functional diversification, and discuss the underlying molecular genetic bases. Through genetically modified technologies to downregulate each gene in Physalis and rice, we will characterize their roles in plant development, especially in fertility and embryonic development. Comprehensive analysis of the evolutionary relationship of the EJC four core protein families and their functional diversifications will facilitate to understand their evolutionary significance in the evolution of plant diversity and adaptation.
外显子拼接复合体(EJC)是真核生物所特有的蛋白复合体,与真核生物的起源有密切关系。它的生化功能与RNA 代谢和蛋白质翻译等有关,核心包括MAGO、Y14、BTZ和eIF4AIII。它们在动物发育起着重要作用,但在植物中的功能报道较少。这些核心成员的进化模式和它们之间的进化关系不清楚。通过本项目的执行,我们完成了这些基因家族的进化和它们在水稻和毛酸浆中的功能分析。研究表明EJC四个核心成员在进化过程中具有相同的进化历史,且经历着共进化,具有广泛且相似的生物功能,比如在营养器官和花发育中的保守功能,同时还发现它们在不同物种中的功能特化,如毛酸浆中可能参与抗病毒相关过程。进一步研究表明EJC基因可以通过影响一些基因的拼接和表达量来实现相关功能。另外,我们还发现这些基因家族重复后的功能分化,与植物的适应性进化密切相关。这些结果对于理解EJC的作用机理及其发育功能的进化具有重要的科学意义。特别的,EJC基因与植物的适应性进化及其机理值得进一步研究。
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
Targeting MAGO proteins with a peptide aptamer reinforces their essential roles in multiple rice developmental pathways
用肽适体靶向 MAGO 蛋白可增强其在多种水稻发育途径中的重要作用
DOI:10.1111/tpj.12672
发表时间:2014-12-01
期刊:PLANT JOURNAL
影响因子:7.2
作者:Gong, Pichang;Quan, Hui;He, Chaoying
通讯作者:He, Chaoying
Uncovering Divergence of Rice Exon Junction Complex Core Heterodimer Gene Duplication Reveals Their Essential Role in Growth, Development, and Reproduction
揭示水稻外显子连接复合体核心异二聚体基因复制的分歧揭示了它们在生长、发育和繁殖中的重要作用。
DOI:10.1104/pp.114.237958
发表时间:2014-07-01
期刊:PLANT PHYSIOLOGY
影响因子:7.4
作者:Gong, Pichang;He, Chaoying
通讯作者:He, Chaoying
植物生殖器官适应性进化和可塑性的遗传基础研究
- 批准号:31930007
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:298万元
- 批准年份:2019
- 负责人:贺超英
- 依托单位:
BTZ基因家族调控花器官发育稳态的功能进化研究
- 批准号:31870210
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:贺超英
- 依托单位:
“中国灯笼”进化发育与适应环境的分子基础研究
- 批准号:91331103
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:120.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:贺超英
- 依托单位:
酸浆花部器官B-基因重复后功能分化机理研究
- 批准号:31070203
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:贺超英
- 依托单位:
酸浆属植物浆果大小进化的分子机制研究
- 批准号:30870175
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:贺超英
- 依托单位:
国内基金
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