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棉纤维发育优势表达基因GhCFE的功能解析
结题报告
批准号:
31471539
项目类别:
面上项目
资助金额:
100.0 万元
负责人:
郭旺珍
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
林绍艳、张芳、徐晓洋、李鹏、张峰、牛二利
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中文摘要
棉纤维是重要的纺织原料。阐明棉纤维发育重要基因功能及作用机理,具有重要遗传与生物学意义,而且可为分子育种改良纤维品质提供优异基因资源。我们前期克隆获得一个棉纤维发育优势表达基因GhCFE,其同源基因在拟南芥、水稻等植物上功能均未知。前期在对其结构、表达、进化分析的基础上,异位表达转基因拟南芥表现根毛、叶毛显著变少、变短特征,该基因功能与毛发育显著相关。为了进一步揭示其在棉纤维发育中的功能,本项目拟在全基因组范围分析GhCFE家族成员结构,定位及表达特点,阐明可能的冗余功能影响;利用创制的GhCFE过量、敲除转基因棉花材料,分析其转基因后代的表型特征及分子机理;结合酵母双杂交,BIFC, 免疫共沉淀等种种分子生物学技术,对GhCFE的分子作用机理系统解析;筛选可用于育种利用的转GhCFE转基因材料。通过上述研究,发表高水平SCI论文2-3篇;申请国家发明专利1-2项;培养研究生2-3名。
英文摘要
Cotton fiber is one of the most important textile materials in the world. Clarifying the function and molecular mechanism of the critical genes not only has great significance in genetic and biological studies, but also provides excellent genetic resources to improve cotton fiber quality by means of molecular breeding. In previous study, we cloned a cotton fiber preferentially expressed protein gene, GhCFE, and the function of its homologous genes in Arabidopsis, rice and other plants are unknown, moreover, the ectopic expression of GhCFE in Arabidopsis retarded leaf trichome initiation and root hair elongation, indicating that GhCFE play an important role in trichome development. Based on this, the project intends to genome-wide analyze structure, localization and expression pattern of the members of the GhCFE super family, to clarify the possible redundancy impact. Furthermore, we devote ourselves not only to generate GhCFE overexpressing and suppressing transgenic cotton plants, combining the phenotypic characteristics of transgenic plants and various molecular biology techniques such as the yeast two-hybrid system, BIFC, co-immunoprecipitation to systematically elucidate the molecular mechanism of GhCFE, but also to screen GhCFE transgenic cotton plants for improving varieties targeted breeding traits. Subsequently, 2-3 SCI papers will be published, 1-2 national invention patents applied, and 2-3 graduates trained.
棉纤维是重要的纺织原料。阐明棉纤维发育重要基因功能及作用机理,具有重要遗传与生物学意义,而且可为分子育种改良纤维品质提供优异基因资源。我们前期克隆获得一个棉纤维发育优势表达基因GhCFE,其同源基因在拟南芥、水稻等植物上功能均未知。前期在对其结构、表达、进化分析的基础上,异位表达转基因拟南芥表现根毛、叶毛显著变少、变短特征,该基因功能与表皮毛发育显著相关。为了进一步揭示其在棉纤维发育中的功能,本项目在全基因组范围系统分析GhCFE家族成员其结构,染色体定位及组织器官表达特征等基础上,重点解析了其中2个家族成员GhCFE1和GhCFE5在棉纤维发育及细胞骨架建成中的功能机理。GhCFE5部分同源基因其功能在细胞骨架结构建成和细胞伸长方面存在功能分化。而GhCFE1A是一个纤维发育专化表达基因,在肌动蛋白微丝骨架和内质网之间构建了一个动态连接,影响肌动蛋白微丝含量,在棉纤维细胞的起始和伸长发育中行使非常重要的作用。结合酵母双杂和转录组分析,进一步解析了与GhCFE1功能关联的GhFAnnxA,GhRab11d3和GhEBG1基因在纤维发育中的作用特征,并创造纤维品质显著改良的转基因棉花材料。通过上述研究,发表SCI论文5篇;申请国家发明专利1项;培养博士后1名,博士研究生3名。相关研究国内外学术交流4次,其中国际会议大会报告2次。
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
Genome-wide analysis of CrRLK1L gene family in Gossypium and identification of candidate CrRLK1L genes related to fiber development
棉花 CrRLK1L 基因家族的表征以及与纤维发育相关的候选 CrRLK1L 基因的鉴定
DOI:10.1007/s00438-016-1169-0
发表时间:2016-06-01
期刊:MOLECULAR GENETICS AND GENOMICS
影响因子:3.1
作者:Niu, Erli;Cai, Caiping;Guo, Wangzhen
通讯作者:Guo, Wangzhen
GhCFE1A, a dynamic linker between the ER network and actin cytoskeleton, plays an important role in cotton fibre cell initiation and elongation
GhCFE1A 是 ER 网络和肌动蛋白细胞骨架之间的动态连接子,在棉纤维细胞的起始和伸长中发挥重要作用
DOI:10.1093/jxb/eru530
发表时间:2015-04-01
期刊:JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY
影响因子:6.9
作者:Lv, Fenni;Wang, Haihai;Guo, Wangzhen
通讯作者:Guo, Wangzhen
Comprehensive Analysis of the COBRA-Like (COBL) Gene Family in Gossypium Identifies Two COBLs Potentially Associated with Fiber Quality.
对棉中 COBRA 样 (COBL) 基因家族的综合分析确定了两个可能与纤维质量相关的 COBL
DOI:10.1371/journal.pone.0145725
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Niu E;Shang X;Cheng C;Bao J;Zeng Y;Cai C;Du X;Guo W
通讯作者:Guo W
Comparative Transcriptomics Reveals Jasmonic Acid-Associated Metabolism Related to Cotton Fiber Initiation.
比较转录组学揭示与棉纤维起始相关的茉莉酸相关代谢
DOI:10.1371/journal.pone.0129854
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Wang L;Zhu Y;Hu W;Zhang X;Cai C;Guo W
通讯作者:Guo W
Functional divergence of GhCFE5 homoeologs revealed in cotton fiber and Arabidopsis root cell development
GhCFE5 同源物在棉纤维和拟南芥根细胞发育中的功能差异
DOI:10.1007/s00299-015-1928-0
发表时间:2016-04-01
期刊:PLANT CELL REPORTS
影响因子:6.2
作者:Lv, Fenni;Li, Peng;Guo, Wangzhen
通讯作者:Guo, Wangzhen
海岛棉GbOsmotin34参与棉花黄萎病抗性的功能解析及其调控机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
棉花耐盐种质资源评价、优异基因发掘及新疆品种耐逆性的遗传改良
  • 批准号:
    U1903203
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    257万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
海岛棉抗黄萎病基因的发掘,鉴定与功能验证
  • 批准号:
    31171590
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
棉花Li1纤维伸长突变基因的精细定位及图位克隆
  • 批准号:
    30871558
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
棉花CMS育性恢复基因Rf1的图位克隆及新型抗虫恢复系的培育
  • 批准号:
    30671324
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
利用一个新发现的突变体克隆棉纤维初始发育相关基因
  • 批准号:
    30471104
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
棉花优质、抗黄萎病资源的鉴定、发掘及功能基因的克隆
  • 批准号:
    30270806
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
棉花优质纤维基因的分子标记筛选及其辅助聚合育种
  • 批准号:
    30070483
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    13.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
四倍体栽培棉种DH分离群体的培育及遗传图谱的构建
  • 批准号:
    39800089
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    11.0万元
  • 批准年份:
    1998
  • 负责人:
    郭旺珍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金