拟南芥黄嘌呤脱氢酶XDH1/2调控极核融合的机理研究
结题报告
批准号:
31800262
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
牛小平
依托单位:
学科分类:
C0207.植物生殖与发育
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵丽华、蔡汉阳、王路路、刘燕辉、熊俊杰、刘丽萍
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中文摘要
植物雌配子体发育过程中,极核的融合标志着中央细胞的发育成熟。极核不能融合,则会影响中央细胞的发育成熟,导致种子发育缺陷。然而,调控极核融合的机理至今仍不清楚。本项目前期研究发现黄嘌呤脱氢酶XDH1/2功能缺失突变体中,极核不能融合,雌配子体发育停滞在FG5时期,导致胚珠败育;而XDH1/2表达模式分析表明该基因在雌配子体发育早期的内珠被中特异表达,暗示着XDH1/2在孢子体组织中可能会产生某种信号来调控配子体的发育。本项目将在此基础上,采用细胞生物学、分子遗传学、生物化学和转录组学等方法,来探究XDH1/2基因在中央细胞极核融合过程中的生物学功能,挖掘XDH1/2调控中央细胞极核融合的信号分子,为中央细胞发育的调控机理解析提供重要的理论依据。
英文摘要
In the female gametophyte development, the fusion of polar nuclei marks the development and maturation of central cells. The fusion of polar nuclei can affect the development and maturation of central cells and lead to seed development defects, but the regulation mechanism of polar nuclear is still unknown. Our previous studies found that XDH1/2 expressed in inner integuments specifically, the mutants showed that the polar nucleus was not fused, and the female gametophyte development stagnates in the FG5, leading to the abortion of the ovule. These results indicate that XDH1/2 could produce some signal in the sporophyte tissues to regulated the development of female gametophyte. Here, we will apply the techniques of cell biology, molecular genetics, biochemistry and transcriptome to study the function of XDH1/2 in polar nucleus fusion. We aim to explore the signaling molecules produced by XDH1/2 to clarity the mechanism underlies the fusion of polar nucleus. Our findings will provide important theoretical basis for study of the regulation mechanism of central cell development.
植物雌配子体发育过程中,极核的融合标志着中央细胞的发育成熟。极核不能融合或胚囊退化,会直接影响中央细胞和胚囊的发育成熟,最终导致种子发育缺陷。然而,调控极核融合和胚囊退化的机理尚不清楚。本项目发现黄嘌呤脱氢酶XDH1/2功能缺失突变体中,极核不能融合,雌配子体发育停滞在FG5时期,胚囊退化,导致胚珠败育;而XDH1/2表达模式分析表明该基因在雌配子体发育早期的内珠被中特异表达,暗示着XDH1/2在孢子体组织中可能会产生某种信号来调控配子体的发育。我们采用细胞生物学、分子遗传学和LC-MS等方法,进一步研究发现次黄嘌呤和黄嘌呤过度积累导致细胞质体pH碱化,细胞酸碱失衡,最终导致极核不能融合和胚囊退化。本研究系统研究了XDH1/2通过调节细胞pH稳态进而调控雌配子体发育的分子机制,为雌配子体发育的调控机理解析提供重要的理论依据。本项目原目标全部完成。共发表第二标注SCI论文4篇,分别为:International Journal of Molecular Sciences 1篇,Tropical Plant Biology 1篇,BMC Genomics 1篇,Peer J 1篇。
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:10.3390/ijms21165727
发表时间:2020-08-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
影响因子:5.6
作者:Chen, Huihuang;Lai, Linyi;Qin, Yuan
通讯作者:Qin, Yuan
DOI:10.7717/peerj.12298.
发表时间:2021
期刊:Peer J
影响因子:--
作者:Maokai Yan;Xingyue Jin;Yanhui Liu;Huihuang Chen;Tao Ye;Zhimin Hou;Zhenxia Su;Yingzhi Chen;Mohammad Aslam;Yuan Qin;Xiaoping Niu
通讯作者:Xiaoping Niu
Genomic analysis of SBP gene family in Saccharum spontaneum reveals their association with vegetative and reproductive development.
Saccharum spontaneum 中 SBP 基因家族的基因组分析揭示了它们与营养和生殖发育的关联
DOI:10.1186/s12864-021-08090-3
发表时间:2021-10-27
期刊:BMC genomics
影响因子:4.4
作者:Liu Y;Aslam M;Yao LA;Zhang M;Wang L;Chen H;Huang Y;Qin Y;Niu X
通讯作者:Niu X
Differential Expression Analysis of Reference Genes in Pineapple (Ananas comosus L.) during Reproductive Development and Response to Abiotic Stress, Hormonal Stimuli
菠萝 (Ananas comosus L.) 生殖发育过程中参考基因的差异表达分析以及对非生物胁迫、激素刺激的响应
DOI:10.1007/s12042-019-09218-2
发表时间:2019-06-01
期刊:TROPICAL PLANT BIOLOGY
影响因子:2
作者:Chen, Huihuang;Hu, Bingyan;Qin, Yuan
通讯作者:Qin, Yuan
DOI:10.7717/peerj.12298
发表时间:2021
期刊:PeerJ
影响因子:2.7
作者:Yan M;Jin X;Liu Y;Chen H;Ye T;Hou Z;Su Z;Chen Y;Aslam M;Qin Y;Niu X
通讯作者:Niu X
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