独脚金内酯通过木质素调控菊花抗蚜性的分子机制研究
批准号:
31672192
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
陈素梅
依托单位:
学科分类:
观赏园艺学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
金奇江、宋爱萍、王银杰、夏小龙、田畅、高天威、张焕茹
中文摘要
菊花是我国十大传统名花和世界四大切花之一,观赏、经济价值极高。蚜虫是严重为害菊花的最主要害虫,化学防治困难,已成为限制我国菊花产业化发展的瓶颈。木质素作为防御蚜虫取食的第一道有效防线,受其合成基因及转录因子调控。项目组先前发现新型植物激素独角金内酯抑制菊花木质素合成,促进蚜虫取食,而其调控木质素合成从而改变菊花抗蚜性的分子机制尚不清楚。为此,本申请拟借助qRT-PCR、RT-PCR、RACE技术发掘、克隆独脚金内酯调控的抗蚜性相关木质素合成关键基因;通过酵母单杂交、DNA结合蛋白亲和捕获技术发掘关键合成基因上游转录因子;借助超表达、基因沉默反向遗传学技术鉴定目标基因功能和抗蚜性;采用间苯三酚染色、紫外自发荧光、NMR、透射电镜检测木质素含量、单体成分及细胞壁厚度。揭示独脚金内酯借助木质素调控菊花抗蚜性的分子机制及新功能,为菊花蚜虫科学防治及减药栽培提供依据,具重要的科学意义与实践价值。
英文摘要
Chrysanthemum, one of ten traditional Chinese famous flowers and one of four cut flowers over the world, of high ornamental and economic values, is extremely susceptive to aphid. Aphid causes direct damage to plants via draining the plant nutrition and indirect damage via spreading virus and pathogen disease. Chemical application fails to control the aphid efficiently, and aphid infestation has become a bottleneck of chrysanthemum industry. Lignin is the main composition of cell wall which serves as the first defensive barrier against aphid feeding, the biosynthesis of lignin is catalyzed by a series enzymes and regulatory transcription factors. We previously found that the new phytohormone, strigolactone (SL), inhibits the synthesis of lignin, while enhances the aphid feeding in chrysanthemum, however, how SL regulates the biosynthesis of chrysanthemum lignin, thereby regulating the resistance of chrysanthemum to aphid, remains unknown. Therefore, in the present proposal, we aim to isolate genes involved in the lignin biosynthesis by quantitative RT-PCR, RT-PCR and RACE cloning; to isolate transcription factors via yeast one-hybrid, and affinity trapping of DNA-binding proteins; and to identify gene function via overexpressing or artificial microRNA interfering transformation. The resistance of transgenic plants to aphid will be identified as well. Lignin content, lignin monolignols and the cell wall thickness will be detected via Phloroglucinol staining, UV autofluorescence, Nuclear magnetic resonance (NMR) and transmission electron microscope. Present study will illustrate the molecular regulatory network of lignin biosynthesis by strigolactone and how it regulates the chrysanthemum resistance to aphid. The findings will provide a guide for aphid control and minimize the application of chemicals in controlling aphid, thus the proposal is of important theoretical significance and practical value.
蚜虫是菊花的主要害虫,严重影响观赏性。项目组成功挖掘到响应独脚金内酯信号的木质素合成路径差异表达基因Cm4CL2,发现该基因受蚜虫取食诱导上调表达,其促进木质素合成而提高菊花抗蚜性。克隆Cm4CL2启动子,挖掘到其上游调控因子CmMYB15-like,通过酵母单杂、EMSA、原生质体双分子荧光素酶和ChIP-qPCR证实CmMYB15-like可与Cm4CL2基因的启动子AC-I元件结合,并激活其表达。CmMYB15-like遗传转化菊花,表明其可促进木质素合成,细胞壁的加厚,从而阻碍蚜虫取食,提高抗蚜性。在菊花中率先报道了CmMYB15-like-Cm4CL2通路促进木质素合成从而提高菊花抗蚜性的分子机制。挖掘到响应独脚金内酯信号的MYB类转录因子CmMYB19及其同源基因CmMYB15,通过酵母单杂交验证CmMYB19、CmMYB15可结合在木质素生物合成途径基因启动子区的AC元件上。明确了CmMYB19、CmMYB15促进木质素合成,从而提高菊花抗蚜性的功能。丰富了MYB家族对木质素合成路径的调控网络。
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Over-expression of chrysanthemum CmDREB6 enhanced tolerance of chrysanthemum to heat stress.
菊花CmDREB6过表达增强菊花对热应激的耐受性
DOI:
10.1186/s12870-018-1400-8
发表时间:
2018-09-04
期刊:
BMC plant biology
影响因子:
5.3
作者:
[Du X, Li W, Sheng L, Deng Y, Wang Y, Zhang W, Yu K, Jiang J, Fang W, Guan Z, Chen F, Chen S]
通讯作者:
Chen S
CmMYB19 Over-Expression Improves Aphid Tolerance in Chrysanthemum by Promoting Lignin Synthesis.
CmMYB19过表达通过促进木质素合成提高菊花的蚜虫耐受性
DOI:
10.3390/ijms18030619
发表时间:
2017-03-12
期刊:
International journal of molecular sciences
影响因子:
5.6
作者:
[Wang Y, Sheng L, Zhang H, Du X, An C, Xia X, Chen F, Jiang J, Chen S]
通讯作者:
Chen S
Overexpression of CmMYB15 provides chrysanthemum resistance to aphids by regulating the biosynthesis of lignin
CmMYB15 的过表达通过调节木质素的生物合成提供菊花对蚜虫的抗性
DOI:
10.1038/s41438-019-0166-y
发表时间:
2019-07-11
期刊:
HORTICULTURE RESEARCH
影响因子:
8.7
作者:
[An, Cong, Sheng, Liping, Chen, Sumei]
通讯作者:
Chen, Sumei
Genetic variation and association mapping of aphid (Macrosiphoniella sanbourni) resistance in chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium Ramat.)
菊花 (Chrysanthemum morifolium Ramat.) 蚜虫 (Macrosiphoniella sanbourni) 抗性的遗传变异和关联图谱
DOI:
10.1007/s10681-017-2085-z
发表时间:
2018-02-01
期刊:
EUPHYTICA
影响因子:
1.9
作者:
[Fu, Xiao, Su, Jiangshuo, Guan, Zhiyong]
通讯作者:
Guan, Zhiyong
CmMYB8 encodes an R2R3 MYB transcription factor which represses lignin and flavonoid synthesis in chrysanthemum
CmMYB8 编码 R2R3 MYB 转录因子,抑制菊花中木质素和类黄酮的合成
DOI:
10.1016/j.plaphy.2020.02.010
发表时间:
2020
期刊:
Plant Physiology and Biochemistry
影响因子:
6.5
作者:
[Zhu Lu, Guan Yunxiao, Zhang Zhaohe, Song Aiping, Chen Sumei, Jiang Jiafu, Chen Fadi]
通讯作者:
Chen Fadi
共 8 条
菊花CmHSFB1a热激因子5'非翻译区uORF2B1a调控盐胁迫应答机制
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批准号:32530095
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项目类别:重点项目
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资助金额:217.00万元
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批准年份:2025
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负责人:陈素梅
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依托单位:
菊花CmARF16/CmARF8介导生长素信号调控抗蚜性分子机制
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批准号:32372749
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:陈素梅
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依托单位:
ABA与分子伴侣信号协同调控菊花盐胁迫应答分子机制
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批准号:--
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项目类别:重点项目
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资助金额:294万元
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批准年份:2020
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负责人:陈素梅
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依托单位:
菊花CmTCP7转录因子调控开花的分子机制研究
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批准号:31972451
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2019
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负责人:陈素梅
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依托单位:
菊花CmWRKYs响应黑斑病链格孢菌侵染的分子机制
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批准号:31471913
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项目类别:面上项目
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资助金额:88.0万元
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批准年份:2014
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负责人:陈素梅
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依托单位:
菊花Pht1家族质膜磷酸盐转运蛋白基因CmPTs克隆和功能解析
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批准号:31272202
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:陈素梅
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依托单位:
菊花硝酸盐高亲和运输蛋白基因家族CmNRT2s克隆与功能鉴定
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批准号:31071820
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项目类别:面上项目
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资助金额:33.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈素梅
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依托单位:
菊花花器官EST构建与新基因发掘
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批准号:30872064
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项目类别:面上项目
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2008
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负责人:陈素梅
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依托单位:
国内基金
海外基金