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玉米miR390a/b在雌穗发育及穗部性状杂种优势形成中的分子调控机理
结题报告
批准号:
31370033
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
丁冬
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
项目参与者:
李卫华、张柯、王银菊、赵晓峰
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中文摘要
在青年基金的资助下,课题组已系统剖析了玉米雌穗发育过程、穗行数性状及产量性状杂种优势相关的miRNA分子调控网络。发现zma-miR390a/b在穗行数减少的单片段代换系中较其轮回亲本显著下调,并在雌穗发育的早期和中期的杂交种中表现为显著性正向显性效应,而在雌穗发育的晚期表现为显著性正向超显性效应。认为zma-390a/b是在雌穗发育过程中及产量性状杂种优势形成中起到关键作用的上游基因调控因子。本研究拟通过对miR390a/b构建STTM敲除载体和超表达载体,进行基因转化和杂交,获得转基因阳性的亲本自交系及杂交F1代。对这些转基因阳性T1材料及相应的对照材料雌穗样品进行转录组和non-coding RNA组学测序并验证,获得miR390a/b指导的玉米雌穗发育及穗部性状杂种优势分子调控网络,揭示miR390a/b在玉米雌穗发育及穗部性状杂种优势形成中的调控作用。
英文摘要
Under the financial of National Science Foundation for Yong Scholars of China (31000714), we have deep sequenced the developing ears of maize to establish the miRNAs dependent molecular regulating networks of ear developing and heterosis. One of the miRNAs, zma-miR390a/b,was picked up since it was proved to be a distinguished up-stream regulating factor. For detail, miR390a/b was down expressed in the row number reduced Single Segment Substitution Line compared to its recurrent parent, thus to be a regulating factor associated with kernel row number character; and miR390a/b was dominatly or over-dominantly expressed in the hybred developing ears compared to its parental lines, thus to be a heterosis factor. In the following study, STTM and over-expression of miR390a/b was to be processed, followed by gene transplanting, hybreding and transcriptomic deep sequencing of coding and non-coding transcripts. The main purpose of this study was to discover miR390a/b dependent ear development and heterosis molecular networks.
本研究以zma-miR390a/b为研究切入点,构建了miR390a/b的STTM载体和超表达载体,并进行了遗传转化,转化受体为玉米自交系郑58。对转基因阳性植株进行田间表型鉴定,发现不同的STTM390a/b阳性转化事件的T2代植株大多表现出多雌穗的表现型。对多雌穗共生的果柄部位取样测序并整合全基因组miRNA测序,降解组测序和转录组测序数据,构建了由miR390a/b主导的玉米雌穗发育基因表达调控网络。提出miR390a/b通过抑制其直接结合的靶基因TAS3,和/或通过miR167和miR160间接影响到ARF转录因子编码基因的表达,进而改变雌穗发育过程中对植物激素的响应,尤其是对生长素的响应水平,从而参与雌穗发育。在获得STTM390阳性转化事件具有多雌穗表型的基础上,将STTM390阳性植株(郑58背景)与玉米自交系昌7-2杂交,获得杂交一代(F1),并与正常(非转基因的对照)自交系郑58与昌7-2的杂交一代(郑单958)进行雌穗表型的比较,发现转基因阳性杂交一代表现出较对照杂交种雌穗分生组织生长更为旺盛的表型。结合杂交一代雌穗样品的Lnc-RNA测序和转录组测序数据构建了miR390a/b参与的穗部性状杂种优势形成基因表达调控网络。筛选到5个Lnc-RNA及其反式调控的转录因子编码基因,是介导miR390a/b参与的穗部性状杂种优势形成调控网络中的关键上游调控因子。. 在项目资助下,发表SCI论文4篇(第一标注)和国家级核心期刊论文1篇(第一标注);培养研究生共计4人,其中,博士研究生2人,硕士研究生2人。
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
DOI:--
发表时间:2015
期刊:河南农业大学学报
影响因子:--
作者:赵晓锋;吕盼晴;张珂;付忠军;许蒙蒙;彭倩;李慧敏;杨慧丽;丁冬
通讯作者:丁冬
Investigation of miR396 and growth-regulating factor regulatory network in maize grain filling
玉米籽粒灌浆过程中miR396及生长调节因子调控网络的研究
DOI:10.1007/s11738-014-1767-6
发表时间:2015-01
期刊:Acta Physiologiae Plantarum
影响因子:2.6
作者:Zhang Ke;Shi Xia;Zhao Xiaofeng;Ding Dong;Tang Jihua;Niu Jianxin
通讯作者:Niu Jianxin
DOI:10.1007/s10725-015-0081-7
发表时间:2016-03
期刊:Plant Growth Regulation
影响因子:4.2
作者:Wang Bin;Xue Yadong;Zhang Zuxin;Ding Dong;Fu Zhiyuan;Tang Jihua
通讯作者:Tang Jihua
microRNA-dependent gene regulatory networks in maize leaf senescence.
玉米叶片衰老中 microRNA 依赖性基因调控网络
DOI:10.1186/s12870-016-0755-y
发表时间:2016-03-22
期刊:BMC plant biology
影响因子:5.3
作者:Wu X;Ding D;Shi C;Xue Y;Zhang Z;Tang G;Tang J
通讯作者:Tang J
Genome-Wide Identification of miRNAs and Their Targets Involved in the Developing Internodes under Maize Ears by Responding to Hormone Signaling.
通过响应激素信号对参与玉米穗节间发育的 miRNA 及其靶标进行全基因组鉴定
DOI:10.1371/journal.pone.0164026
发表时间:2016
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Zhao Z;Xue Y;Yang H;Li H;Sun G;Zhao X;Ding D;Tang J
通讯作者:Tang J
ZmREX4调控玉米粒长的分子机制解析
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    丁冬
  • 依托单位:
zma-miR159c调控玉米籽粒发育的级联基因表达调控网络研究
  • 批准号:
    31871641
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    丁冬
  • 依托单位:
非编码RNA对玉米穗行数性状的调控机理研究
  • 批准号:
    31000714
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    丁冬
  • 依托单位:
国内基金
海外基金