玉米穗粒数和粒重的调控网络解析
结题报告
批准号:
91635303
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
680.0 万元
负责人:
张祖新
依托单位:
学科分类:
C1306.作物种质资源学
结题年份:
2018
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
赖锦盛、宋任涛、巫永睿、杨小红、杨波、刘磊、杜艳芳、张湘博、冀晨
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中文摘要
穗粒数和粒重是玉米单穗产量的组成因子。本项目针对穗粒数和粒重两个复杂的产量相关性状,结合全基因组关联分析和连锁分析,初步阐明控制玉米穗粒数和粒重遗传位点数目、主效位点及其效应。针对KRN4、ZmEL3、UB3三个穗粒数主效位点,解析基因功能和调控途径。针对mn8, O11, O2, PBF四个粒重相关基因,解析基因功能和调控途径。分别在W22和Ye478背景下,探索KRN4、ZmEL3、UB3三个基因调控玉米穗粒数的遗传互作网络,以及mn8, O11, O2, PBF四个基因调控玉米粒重的遗传互作网络。项目研究结果将为玉米穗粒数和粒重的遗传改良提供理论依据和基因资源。
英文摘要
Kernel number (KN) and kernel weight (KW) are two important components of grain yield per ear of maize, and are also two complex quantitative traits. In the project, we'll elucidate number of loci for the KN and KW and effects of major loci using genome-wide association study and linkage analysis, to dissect the genetic architecture of KN and KW in maize. Furthermore, we'll analyze the biological functions and acting mechanisms of three kernel number-associated loci, KRN4, ZmEL3 and UB3, and establish genetic networks of the three genes in the regulation of kernel number at W22 and Ye478 genetic background. Moreover, we'll analyze the biological functions and acting mechanisms of four kernel weight-associated loci, mn8, O11, O2 and PBF, and establish genetic networks of the four genes in the regulation of kernel weight at W22 and Ye478 genetic background. The outcomes produced from the project will expand our understanding on the genetic architecture of KN and KW, and provide the available genes for genetic improvement of KN and KW in maize.
在项目执行期间,我们使用多套遗传群体开展连锁作图和关联分析,鉴定到了98个粒重相关基因、76 个穗粒数相关QTL和463个穗粒数相关变异位点,分析了这些位点的遗传作用方式,为认识玉米穗粒数和粒重的遗传学基础提供了较全面数据,也为穗粒数和粒重的遗传改良提供了可靠的选择靶点。鉴定并克隆3个玉米穗粒数相关基因(ZmEL3, KRN4,GIF1)并解析了其生物学功能,深入阐析了基因间区KRN4通过招募多个蛋白因子(OBF1、OBF4、UB2)形成转录复合体与UB3启动子空间互作调控UB3表达和重要性状穗行数的分子机理,为基因间区调控重要性状数量变异提供了一个实例。构建了一条以UB3为中心,由UB2、OBF1、OBF4、GIF1和GRFs等基因参与的玉米花序分支的调控途径。深入研究了O11、ZmbZIP22、ZmFL3和Dek37在调控玉米籽粒胚乳发育和营养代谢中的功能,探明了O11、ZmbZIP22与O2和PBF的调控关系,构建了O11、 O2、PBF和 ZmbZIP22多基因调控玉米籽粒营养代谢和胚乳发育的分子途径。.项目执行期间,项目组成员一人获国家自然科学基金优秀青年基金,一人入选科技部2018年中青年科技创新领军人才,培养博士研究生7名,硕士研究生5名。发表学术论文9篇,其中第一和第二标注影响因子大于9的论文5篇。申请国家发明专利2项。
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
GRF-interacting factor1 (gif1) regulates shoot architecture and meristem determinacy in maize
GRF 相互作用因子 1 (GIF1) 调节玉米芽结构和分生组织决定性
DOI:10.1105/tpc.17.00791
发表时间:2018
期刊:The Plant Cell
影响因子:--
作者:Dan Zhang;Wei Sun;Renee Singh;Yuanyuan Zheng;Zheng Cao;Manfei Li;China Lunde;Sarah Hake;Zuxin Zhang
通讯作者:Zuxin Zhang
The Maize Imprinted Gene Floury3 Encodes a PLATZ Protein Required for tRNA and 5S rRNA Transcription through Interaction with RNA Polymerase III
玉米印记基因 Flory3 通过与 RNA 聚合酶 III 相互作用编码 tRNA 和 5S rRNA 转录所需的 PLATZ 蛋白
DOI:10.1105/tpc.17.00576
发表时间:2017-10-01
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Li, Qi;Wang, Jiechen;Wu, Yongrui
通讯作者:Wu, Yongrui
OPAQUE11 Is a Central Hub of the Regulatory Network for Maize Endosperm Development and Nutrient Metabolism
Opaque11 是玉米胚乳发育和营养代谢调控网络的中心枢纽
DOI:10.1105/tpc.17.00616
发表时间:2018-02-01
期刊:PLANT CELL
影响因子:11.6
作者:Feng, Fan;Qi, Weiwei;Song, Rentao
通讯作者:Song, Rentao
DOI:10.1101/gr.230201.117
发表时间:2018-07
期刊:Genome research
影响因子:7
作者:Dong X;Chen J;Li T;Li E;Zhang X;Zhang M;Song W;Zhao H;Lai J
通讯作者:Lai J
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Plant and Cell Physiology
影响因子:--
作者:Manfei Li;Wanshun Zhong;Fang Yang;Zuxin Zhang
通讯作者:Zuxin Zhang
AP2/ERF介导的乙烯信号调节玉米穗粒数的分子遗传途径研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    张祖新
  • 依托单位:
玉米穗长QTL EAR LENGTH7 (qEL7)的生物学功能与作用机理研究
  • 批准号:
    31871628
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张祖新
  • 依托单位:
玉米loss of spikelet determinacy(lsd)基因的生物学功能与调控网络研究
  • 批准号:
    31671700
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    张祖新
  • 依托单位:
玉米穗粒数形成的关键基因克隆与功能解析
  • 批准号:
    91335110
  • 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:
    张祖新
  • 依托单位:
zmSBP30基因调控玉米穗行数的分子机理研究
  • 批准号:
    31271738
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    张祖新
  • 依托单位:
小RNA与Argonaute 蛋白的特异性互作及其对玉米耐渍性的调控
  • 批准号:
    31071429
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    张祖新
  • 依托单位:
国内基金
海外基金