MicroRNA介导的ProDH/脯氨酸通路变化对偏关苜蓿抗旱性的正调控作用研究
批准号:
31402131
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
朱慧森
依托单位:
学科分类:
草种质资源与遗传育种
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾举庆、姜俊兵、韩兆胜、原慧
中文摘要
苜蓿被业界誉为“牧草之王”。在众多制约苜蓿规模种植和产业升级的因素中,干旱是最主要的胁迫因子之一。偏关苜蓿是分布于中国黄土高原地区的一种优良地方种质。本课题组以偏关苜蓿脯氨酸降解关键酶——脯氨酸脱氢酶的生物学通路作为研究靶点,利用网站WMD3设计针对控制偏关苜蓿ProDH的microRNA。以Ubi作为表达启动子,将其整合进表达载体pSB130中,构建pSB-UbimiR载体转化偏关苜蓿,对microRNA、靶向基因及蛋白的表达水平、耐盐力、抗旱性进行综合评价,以检测鉴定转基因操作效果。本项目的实施,将为利用转microRNA提高苜蓿抗旱性提供一定的理论和方法学基础。
英文摘要
Medicago sativa L. is always recognized as the queen of forage. Drought is one of the most prominent factors that restrict the distribution and production of Medicago sativa L. in a large scale. Medicago sativa cv Pianguan is an excellent native germplasm distributed in loess plateau of China. The research group focuses on the biological pathway of proline dehydrogenase (ProDH), which is the key enzyme in proline degradation. The microRNA that targets the ProDH gene will be designed by WMD3 (Web MicroRNA Designer 3) and integrated into the expression vector pSB130 with the expression promoterUbi, finally transforming pSB-UbimiRvector into Medicago sativa cv. Pianguan. From this study, the expression level of the microRNA, target gene and protein would be detected to evaluate the salt resistance and drought tolerance of Medicago sativa cv. Pianguan. It may also provide theoretical and methodological basis for improving the drought tolerance of alfalfa.
干旱、高盐及高温等非生物胁迫是造成世界范围内植被退化和土壤侵蚀的主要因素,而在诸多的胁迫因子中,又以干旱对牧草的生长和产量影响最大。现已证实,植物体内游离脯氨酸含量越多,植物抵抗逆境胁迫的能力越强。偏关苜蓿(Medicago sativa cv. Pianguan)作为抗寒性强、耐瘠薄、产量高、营养价值高的山西地方品种,提高其抗旱性,获得抗旱能力较强的新种质具有重要意义。本项目针对这一目的开展了如下研究:(1)利用高通量测序技术对干旱胁迫不同时间点偏关苜蓿的miRNA进行测序,并进行生物信息学分析,获得差异表达的miRNA,通过相应的靶基因注释,筛选到11个可能与干旱相关的miRNA;(2)通过qRT-PCR检测与调控偏关苜蓿脯氨酸降解关键酶ProDH相关miRNA和相应靶基因的差异表达,最终得到4个潜在的与干旱相关的miRNA;(3)通过基因工程手段对重组质粒pBWA(V)KS-mtr-miR397进行构建,并利用PCR、酶切和测序技术对重组质粒pBWA(V)KS-mtr-miR397进行鉴定,结果显示成功构建了重组质粒pBWA(V)KS-mtr-miR397;(4)农杆菌介导重组质粒pBWA(V)KS-mtr-miR397转化烟草,通过侵染、共培养、分化、生根等流程,得到了31颗阳性苗;(5)通过对转基因抗性烟草植株的综合检测鉴定(包括株高、相对电导率、叶绿素含量、MDA含量、SOD/POD活性、脯氨酸含量、P5CS / δ-OAT 和ProDH 基因相对表达量),最终获得抗旱能力较强的烟草植株。
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DOI:
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发表时间:
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期刊:
山西农业大学学报(自然科学版)
影响因子:
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作者:
[贾蓉, 庞妙甜, 原慧, 熊乙, 董宽虎, 朱慧森]
通讯作者:
朱慧森
DOI:
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发表时间:
2015
期刊:
中国草地学报
影响因子:
--
作者:
[朱慧森, 杜利霞, 韩兆胜, 董宽虎, 赵祥]
通讯作者:
赵祥
THE ACTIVITY AND GENE EXPRESSION LEVELS OF P5CS AND δ-OAT IN MEDICAGO SATIVA CV. PIANGUAN UNDER DROUGHT STRESS
紫花苜蓿中 P5CS 和 β-OAT 的活性和基因表达水平。
DOI:
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发表时间:
2016
期刊:
Parkistan Journal of Botany
影响因子:
--
作者:
[HUI-SEN ZHU, XIU-JU YU, XIANG ZHAO, WU-DE YANG, KUAN-HU DONG]
通讯作者:
KUAN-HU DONG
DOI:
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发表时间:
2015
期刊:
草地学报
影响因子:
--
作者:
[朱慧森, 张垚, 董宽虎, 杨武德, 赵祥]
通讯作者:
赵祥
miR156/SPL9调控转miR397-5p偏关苜蓿抗旱性的分子机制
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2020
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负责人:朱慧森
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依托单位:
国内基金
海外基金