OsMHX1参与维持水稻体内Mg2+平衡的生理机制研究

批准号:
31902103
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
陈景光
依托单位:
学科分类:
C1512.植物营养基础
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
镁(Mg)是植物生长必需的大量元素。作为一个被“遗忘”的元素,国内外关于水稻等作物镁元素吸收利用的遗传与育种研究基础薄弱。我们发现并克隆了一个定位在液泡膜上的水稻Mg2+逆向转运体OsMHX1,初步验证其具有Mg2+转运活性,并可能在维持水稻体内Mg2+平衡中起着重要作用。本项目利用酵母、非洲爪蟾卵母细胞、水稻T-DNA插入突变体、CRISPR-Cas9突变体和过量表达株系研究OsMHX1的Mg2+吸收转运活性;对转基因株系进行不同浓度Mg2+处理,利用SIET系统和25Mg-NMR技术关注亚细胞层面的元素变化,分析OsMHX1在维持水稻体内离子平衡中的作用;利用RNA-seq技术,分析OsMHX1参与调控Mg2+平衡的分子机制;利用已深度重测序的水稻种质资源挖掘OsMHX1的优异等位基因,比较全面地解析OsMHX1的生物学功能。本项目具有重要的生物学理论意义和育种应用价值。
英文摘要
Magnesium (Mg) is an essential element for plant growth. As a forgotten element, the genetic and breeding research on magnesium uptake and utilization in rice and other crops at home and abroad is weak. OsMHX1, a Mg2+/H+ exchanger, was found and cloned in rice. OsMHX1 is located on the vacuole membrane and has Mg2+ transport activity, which may play an important role in maintaining magnesium balance in rice. This project used yeast, Xenopus laevis oocyte, rice T-DNA insertion mutant, CRISPR-Cas9 mutant and overexpression lines to study the Mg2+ uptake and transport activity of OsMHX1. Transgenic lines were treated with different concentrations of Mg2+, and elemental changes at subcellular level were measured by SIET system and 25Mg-NMR technique to analyze the role of OsMHX1 in maintaining ion balance in rice. The molecular mechanism of OsMHX1 involved in regulating Mg2+ balance was analyzed by RNA-seq technology, and the excellent alleles of OsMHX1 were excavated from rice germplasm resources which had been deep re-sequenced, and the biological functions of OsMHX1 were comprehensively analyzed. This project has important biological theoretical significance and breeding application value.
镁(Mg)是植物生长发育的必需元素。水稻是世界上重要的粮食作物,但对水稻中Mg2+的吸收和转运的研究很少。我们发现并克隆了一个定位在液泡膜上的水稻Mg2+逆向转运体OsMHX1,利用酵母、水稻T-DNA插入突变体、CRISPR-Cas9突变体和过量表达株系研究发现,OsMHX1具有Mg2+吸收转运活性,并在维持水稻体内Mg2+平衡中起着重要作用。我们使用四个亲本系构建的多亲本高级世代间杂交(MAGIC)群体,并通过55K水稻SNP阵列进行基因分型,用于关联分析,定位到了9个与水稻幼苗期Mg2+吸收和转运相关的QTL。对qSMg3和qTrMg3区域的候选基因进行qRT-PCR、回补酵母Mg2+转运缺陷突变体、亲本系的序列分析、转基因株系验证,发现LOC_Os03g04360在维持水稻地上部Mg2+浓度中起到重要作用,特别是在低Mg2+供应的条件下。
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:10.1016/j.rsci.2020.09.003
发表时间:2020
期刊:Rice Science
影响因子:4.8
作者:Chen Jingguang;Lai Qi;Zeng Baiquan;Guo Longbiao;Ye Guoyou
通讯作者:Ye Guoyou
国内基金
海外基金
