转录因子ZmNCR1调控玉米氮养分高效转运的分子机制
批准号:
32302660
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
10.0 万元
负责人:
张美玲
依托单位:
学科分类:
植物营养基础
结题年份:
2024
批准年份:
2023
项目状态:
已结题
项目参与者:
张美玲
中文摘要
氮是植物生长发育所必需的矿质营养元素,也是决定作物产量性状的重要因子。玉米是我国种植面积和产量最大的农作物,对氮肥需求巨大,但我国玉米品种的氮肥利用效率较低,急需改良,而目前有关玉米氮养分效率性状的研究还非常有限。本项目前期通过对236份玉米自交系进行全基因组关联分析,筛选到转录因子ZmNCR1参与调控低氮下硝酸根从根到冠的转运。初步研究结果表明,ZmNCR1可以直接调控硝酸根转运体基因ZmNRT的转录,从而影响硝酸根的根冠转运。本项目拟深入解析ZmNCR1调控玉米氮高效转运的分子机制,阐明其对玉米氮效率性状和产量性状的调控作用,挖掘该基因的优良等位变异,为玉米氮养分高效性状的遗传改良提供理论基础。
英文摘要
Nitrogen (N) is one of essential nutrient elements for plant growth and development, and it also determines crop yield. Maize has maximum planting area and total yield in China, thus it demands a huge number of nitrogen fertilizer. Therefore, genetic improvement of maize nitrogen utilization efficiency (NUE) is urgently required. However, the molecular mechanisms of maize NUE are little known. Using GWAS method, we have identified a transcription factor gene ZmNCR1 that is involved in the regulation of root-to-shoot nitrate transport in maize. Preliminary data indicated that ZmNCR1 directly regulates the expression of nitrate transporter gene ZmNRT that may modulate root-to-shoot nitrate transport. In this project, we will characterize the physiological functions and regulatory mechanisms of ZmNCR1 in maize nitrate transport, then identify the excellent allelic variation of ZmNCR1. The prospective results of this project would provide the theory and approach for the improvement of maize NUE.
氮肥的施用显著提高了作物产量,然而过量施用氮肥会降低作物的氮素利用效率(NUE),并导致严重的生态和环境问题。因此,为了实现农业可持续发展,迫切需要提高作物的氮素利用效率。本项目通过全基因组关联分析(GWAS),鉴定到一个与玉米根部木质部硝酸根浓度相关的主效基因 ZmNCR1(硝酸盐浓度调控因子 1)。 ZmNCR1 编码一种 MYB 转录因子,它正向调控硝酸盐转运蛋白 ZmNRT的转录。启动子缺失123 bp (NCR1-In) 是NCR1的优良变异类型,随着中国氮肥使用量的增加,其出现频率在玉米自交系中的比率却逐渐降低。过表达ZmNCR1 和 ZmNRT,或者在玉米自交系导入 NCR1-In 等位基因,能够增加籽粒产量、地上部氮含量以及种子氮含量。这项研究揭示了一个重要的遗传模块 ZmNCR1-ZmNRT,通过控制氮从根部向地上部的转运,来提高玉米的籽粒产量和氮素利用效率。
tRNA假尿苷修饰的精准定量动态图谱及其修饰酶底物偏好性分析
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批准号:32500498
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2025
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负责人:张美玲
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依托单位:
国内基金
海外基金