亚精胺调控甜玉米淀粉代谢参与种子活力形成的分子机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671774
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Poor seed quality is a serious impediment to the development of the sweet corn industry. Seed vigor is an important indicator of seed quality and is closely related with the field emergence. Seed vigor is gradually formed during seed development, and will reach the highest value when seed is physiological maturity. However, the molecular mechanism of seed vigor formation is still a scientific problem to be solved. Some studies showed that seed vigor could be influenced by starch metablism, in addition, there is relatively close relationship between spermidine and seed vigor. Our preliminary studies also confirmed that spermidine played a significant role in the regulation of seed vigor formation and involved in seed starch metabolism during seed development of sweet corn. However, up to now, there is no systematic report on the molecular mechanisms of spermidine regulating starch metablism and seed vigor formation of sweet corn. Therefore, based on the results of our preliminary extensive researches, the new RNA sequencing technology was used in present study to find the key genes involved in spermidine regulation on seed vigor especially on seed strach metablism of sweet corn. Using the genetic transformation technology to study the gene function and regulation networks. The findings will clarify the molecular mechanism of involving seed vigor formation of sweet corn through the spermidine regulation of starch metabolism during seed development, and has important theoretical significance and applied potential for seed quality improvement of sweet corn.
种子质量低下严重阻碍了甜玉米产业的发展。种子活力是种子质量的重要指标,与种子田间出苗密切相关。种子活力随着种子发育逐渐形成,至生理成熟时达到最高,但种子活力形成的分子机理尚是亟待解决的科学难题。已有研究表明种子中淀粉代谢影响种子活力,而亚精胺(Spd)与种子活力尤其种子干重的关系密切。本课题组前期研究结果也证实Spd参与调控甜玉米发育期间种子活力的形成,且参与种子淀粉的合成代谢,但至今尚未见有关Spd调控甜玉米淀粉代谢及种子活力形成分子机理的系统研究报道。因此,本研究拟采用转录组测序技术,通过对mRNA与miRNA的分析鉴定,挖掘Spd参与调控甜玉米种子发育期间淀粉合成代谢的关键基因,应用遗传转化技术,研究基因功能及调控网络。通过Spd对淀粉合成代谢的调控,揭示Spd参与甜玉米种子活力的分子机理,结果具有重要的理论意义和应用潜力,将为提高甜玉米种子质量和品质改良开拓新的方向。

结项摘要

种子活力是种子质量的重要指标,与种子田间出苗密切相关。但种子活力形成的分子机理尚是亟待解决的科学难题。本项目研究了外源Spd及其抑制剂CHA处理对甜玉米种子发育和种子活力的影响,表明外源Spd处理可显著提高籽粒淀粉含量,提高甜玉米种子活力,促进幼苗生长,并对种子体积增大和鲜重积累有促进作用。通过转录组和miRNA测序分析,筛选出Spd调控甜玉米种子发育的差异表达基因,并挖掘到参与Spd调控甜玉米淀粉代谢的关键候选基因ZmTPP2及被靶向调控的miR319。初步探讨了Spd 促进甜玉米种子发育早期ZmTPP2转录水平的调控机理。发现Spd可能通过提高miR319的表达量,抑制ZmTPP2的表达,显著提高种子发育期间淀粉含量尤其是支链淀粉含量,促进种子干物质的积累,提高种子活力。通过遗传转化技术研究了拟南芥同源基因tppg突变株系的种子发育情况以及对Spd的响应,发现tppg突变体植株较矮,种子活力较野生型WT明显降低,Spd可一定程度上恢复突变体相关性状,表明TPP在 Spd 调控种子发育及活力形成中起重要作用。本项目研究结果对提高种子活力具有重要的理论意义和应用潜力,将为提高甜玉米种子质量和品质改良开拓新的方向。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Preparation of a thermoresponsive maize seed coating agent using polymer hydrogel for chilling resistance and anti-counterfeiting
聚合物水凝胶制备温敏性抗寒防伪玉米种衣剂
  • DOI:
    10.1016/j.porgcoat.2019.105452
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    PROGRESS IN ORGANIC COATINGS
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Gao, Yue;Pan, Shanshan;Hu, Jin
  • 通讯作者:
    Hu, Jin
Maize annexin genes ZmANN33 and ZmANN35 encode proteins that function in cell membrane recovery during seed germination
玉米膜联蛋白基因 ZmANN33 和 ZmANN35 编码在种子萌发过程中细胞膜恢复中发挥作用的蛋白质
  • DOI:
    10.1093/jxb/ery452
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    He, Fei;Gao, Canhong;Hu, Jin
  • 通讯作者:
    Hu, Jin
The interactions of plant growth regulators and H2O2 during germination improvement of sweet corn seed through spermidine application
亚精胺改良甜玉米种子发芽过程中植物生长调节剂与H2O2的相互作用
  • DOI:
    10.1007/s10725-018-0370-z
  • 发表时间:
    2018-05-01
  • 期刊:
    PLANT GROWTH REGULATION
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Huang, Yutao;Zhang, Yuchan;Hu, Jin
  • 通讯作者:
    Hu, Jin
Transcriptome Analysis of Chilling-Imbibed Embryo Revealed Membrane Recovery Related Genes in Maize.
冷冻吸胀胚的转录组分析揭示了玉米中膜恢复相关的基因
  • DOI:
    10.3389/fpls.2016.01978
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Frontiers in plant science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    He F;Shen H;Lin C;Fu H;Sheteiwy MS;Guan Y;Huang Y;Hu J
  • 通讯作者:
    Hu J
精胺和亚精胺引发对超甜玉米不同成熟度种子萌发质量的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹栋栋;黄玉韬;秦叶波;罗英;关亚静;胡晋
  • 通讯作者:
    胡晋

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其他文献

选择性合成2-硫嘧啶烷基取代产物(英文)
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    何必胜
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    种子
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    付玉营;马文广;曹栋栋;郑昀晔;关亚静;胡晋
  • 通讯作者:
    胡晋
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    吴国民
近红外光谱技术检测种子质量的应用研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱丽伟;马文广;胡晋;郑昀晔;田艺心;关亚静;胡伟民
  • 通讯作者:
    胡伟民

其他文献

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胡晋的其他基金

多胺参与调控甜玉米发育过程中种子干重变化的分子机理研究
  • 批准号:
    31371708
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    2013
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

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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