大白菜早抽薹突变基因ebm1的克隆与功能鉴定

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31772298
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1505.蔬菜、瓜果种质资源与遗传育种学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The development of early bolting mutants and function analysis of the relevant mutant genes are the effective approach to explore the mechanism that control the switch from the vegetative growth to reproductive growth in Chinese cabbage. In the previous study, the applicant obtained an early bolting mutant in Chinese cabbage by using the microspore culture and EMS treatment. Genetic analysis showed that the early bolting trait was controlled by a single recessive gene, designated as ebm1. ebm1 has been mapped within the 88.2kb region on the chromosome A04. Based on the genome resequencing of the wild-type and mutant, and BAC clone sequencing, the aim of this study is to fine map ebm1 and clone the candidate gene. The real mutant gene will be confirmed by functional complementary verification. The expression characteristic of ebm1 will be studied by subcellular localization analysis, promoter activity analysis and spatiotemporal expression pattern analysis. The interaction protein and the genes that are regulated by ebm1 will be searched by yeast two hybridization, ChIP-seq, EMSA, etc. Transcriptome analysis will be performed on the wild type and mutant. The relation between ebm1 and the known bolting related genes will be analyzed. Furthermore, the signal pathways and metabolic pathways that ebm1 involved in will be screened. The research results will be helpful to reveal the regulatory mechanism of bolting and flowering in cruciferous plants, and lay a certain theoretical basis for the genetic improvement of bolting traits in Chinese cabbage.
创制早抽薹突变体和解析突变基因的功能,是研究大白菜从营养生长向生殖生长转变分子调控机制的重要策略和手段。在前期研究中,申请者以大白菜DH系为试材,通过小孢子培养结合EMS诱变处理,创制出1个早抽薹突变体,证明其早抽薹性状由单隐性基因ebm1控制,已将其定位在A04染色体88.2kb区域内。本研究拟通过对突变体和野生型基因组重测序,以及BAC克隆的筛选测序,进一步精细定位ebm1,预测其候选基因;通过功能互补验证,克隆ebm1基因;借助亚细胞定位、启动子活性和时空表达模式分析,明确其表达特性;通过酵母双杂交、ChIP-seq和EMSA等技术,分离ebm1互作蛋白和受其调控的下游基因;通过转录组测序分析,探讨其与已知抽薹基因间的关系,发掘ebm1促进抽薹所涉及的信号通路和代谢途径。研究结果可以丰富植物抽薹开花分子调控机制方面的知识,并可为白菜类蔬菜抽薹性状的遗传改良提供参考。

结项摘要

创制早抽薹突变体和解析突变基因的功能,是研究大白菜从营养生长向生殖生长转变分子调控机制的重要策略和手段。在前期研究中,申请者以大白菜DH系为试材,通过小孢子培养结合EMS诱变处理,创制出1个早抽薹突变体,证明其早抽薹性状由单隐性基因ebm1控制,已将其定位在A04染色体88.2kb区域内。本研究中,将ebm1重新命名改为ebm3,利用基于改良的MutMap测序、基因分型分析和等位性试验,证明编码组蛋白甲基转移酶CURLY LEAF(CLF)的BraA04g07190.3 C是emb3的强候选基因。BrEBM3第14外显子的C到T碱基替换导致氨基酸变化(S到F)和emb3的早期抽薹表型。突变发生在SET结构域,该结构域催化组蛋白中的位点和状态特异性赖氨酸甲基化。组织特异性表达分析表明(QRT-PCR),BrEBM3在花蕾中优势表达。启动子活性分析,证实BrEBM3启动子在花序中具有活性。亚细胞定位显示BrEBM3定位于细胞核内。转录组分析表明,BrEBM3突变可能抑制H3K27me3的沉积,并激活AGAMOUS(AG)和AGAMOUS-like(AGL)基因座的表达,从而导致早期开花。最终,我们确认EMS诱导的大白菜早抽薹突变体ebm3是由编码组蛋白甲基转移酶CLF的BraA04g017190.3C非同义突变引起的。这些结果提高了我们对白菜类蔬菜抽薹和开花的认识,可能有助于大白菜的遗传改良。同时,我们构建了基于小孢子培养的大白菜基因编辑技术体系,为该类作物的基因功能鉴定和资源改良提供了有效的工具。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Genome-wide identification and functional analysis of the cyclic nucleotide-gated channel gene family in Chinese cabbage
大白菜环核苷酸门控通道基因家族的全基因组鉴定及功能分析
  • DOI:
    10.1007/s13205-019-1647-2
  • 发表时间:
    2019-03-01
  • 期刊:
    3 BIOTECH
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Li, Qingqing;Yang, Siqiang;Liu, Zhiyong
  • 通讯作者:
    Liu, Zhiyong
Fine mapping of lcm1, a gene conferring chlorophyll-deficient golden leaf in Chinese cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis)
lcm1基因的精细定位,该基因赋予大白菜(Brassica rapa ssp. pekinensis)缺乏叶绿素的金黄色叶子
  • DOI:
    10.1007/s11032-019-0945-z
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    MOLECULAR BREEDING
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Fu, Wei;Ye, Xueling;Liu, Zhiyong
  • 通讯作者:
    Liu, Zhiyong
Whole-transcriptome sequencing reveals a vernalization-related ceRNA regulatory network in chinese cabbage (Brassica campestris L. ssp. pekinensis).
全转录组测序揭示了大白菜(Brassica Campestris L. ssp. pekinensis)春化相关的 ceRNA 调控网络
  • DOI:
    10.1186/s12864-021-08110-2
  • 发表时间:
    2021-11-13
  • 期刊:
    BMC genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Shi F;Xu H;Liu C;Tan C;Ren J;Ye X;Feng H;Liu Z
  • 通讯作者:
    Liu Z
A single amino acid residue substitution in BraA04g017190.3C, a histone methyltransferase, results in premature bolting in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. Pekinensis).
BraA04g017190.3C(一种组蛋白甲基转移酶)中的单个氨基酸残基取代导致大白菜(Brassica rapa L. ssp. Pekinensis)过早抽苔
  • DOI:
    10.1186/s12870-021-03153-9
  • 发表时间:
    2021-08-13
  • 期刊:
    BMC plant biology
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Tan C;Ren J;Wang L;Ye X;Fu W;Zhang J;Qi M;Feng H;Liu Z
  • 通讯作者:
    Liu Z
Physiological characterization and transcriptome analysis of a chlorosis mutant in pak choi
小白菜失绿突变体的生理特征和转录组分析
  • DOI:
    10.1007/s11738-019-2907-9
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
    Acta Physiologiae Plantarum
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Ye Xueling;Ren Jie;Huang Shengnan;Chi Mingyu;Zhang Yun;Feng Hui;Liu Zhiyong
  • 通讯作者:
    Liu Zhiyong

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其他文献

中国大陆土壤中~(239 240)Pu的来源与背景值研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 作者:
    熊远亮;刘志勇
  • 通讯作者:
    刘志勇
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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高温超导涂层导体CeO_2缓冲层的化学溶液法制备及其热反应过程研究
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    潘成远;高波;应利良;鲁玉明;蔡传兵;刘志勇;刘金磊
  • 通讯作者:
    刘金磊

其他文献

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刘志勇的其他基金

果胶甲酯酶抑制子调控大白菜抽薹的分子机制研究
  • 批准号:
    32272736
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    2022
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果胶甲酯酶抑制子调控大白菜抽薹的分子机制研究
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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