水稻籼粳杂种不育Sa复合体的分子机理研究
批准号:
31471564
项目类别:
面上项目
资助金额:
95.0 万元
负责人:
陈乐天
依托单位:
学科分类:
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:
郭晶心、沈荣鑫、赵秀彩、王晓宇、王丰品、邱仲勋、季艳蓉
中文摘要
由籼粳稻亚种间生殖隔离机制引起的杂种不育是扩大杂交组合,充分利用亚种间杂交优势,提高杂交稻产量的最大限制因素。水稻杂种不育主要受核基因控制,涉及几十个相关遗传位点,但目前实现分子克隆的只有4个,包括本研究涉及的Sa复合基因座。深入研究籼粳稻2个Sa基因SaF和SaM编码的四种蛋白产物SaF+、SaF-、SaM+和SaM-及其互作因子的分子功能,将有助于揭示籼粳杂种不育的发生机制。近几年我们在Sa研究中积累了一定新基础,试图通过本项目资助达成如下成果:1)通过免疫组化技术为Sa"双基因三因子"模型的SaF+和SaM+胞间转移提供直接分子证据。2)用酵母双杂交和双分子荧光互补技术确定影响SaF、SaM互作和亚细胞定位的重要区段。3)利用酵母双杂交文库筛选建立SaF和SaM互作蛋白的网络。4)借助基因沉默或敲除确定与SaF和SaM互作且具有生物学功能的因子,探索Sa基因控制杂种不育的分子机制。
英文摘要
Reproduction isolation caused hybrid male sterility between rice subspecies indica and japonica limits utilization of the strong heterosis of interspecific hybrids to further increase the yield in rice. Hybrid male sterility is controlled by nuclear genes and dozens of related loci have been mapped genetically, but only four genes have been cloned so far, including the complex locus Sa whose molecular mechanism will be further studied in this project. We aim to study the molecular functions of SaF+, SaF-, SaM+, and SaM- proteins encoded by the indica and japonica alleles of the two Sa genes, SaF and SaM, as well as their interactors to reveal the molecular mechanism of hybrid male sterility controlled by Sa locus. We have achieved some primary data on this project and plan to obtain following results by the funding support: 1) Providing direct molecular evidences of intercellular transport of SaF+ and SaM+ for "two-gene three-factor" model using immunohistochemistry. 2) Identifying the important region for interaction and subcellular localization with yeast two-hybrid and BiFC assays. 3) Establishing an interactom of SaF and SaM with yeast two-hybrid screening. 4) Knock-down or knock-out some interactors of SaF or SaM by RNAi or CRISPR-Cas9 system, to understand the biological function of these factors and mechanism underlying Sa-mediated hybrid male sterility.
水稻杂种不育是远缘杂种优势利用,提高杂交稻产量的最大限制因素,也是研究生殖隔离分子机制的重要模型。在国家基金面上项目(31471564)的资助下,本项目四年来深入研究了由Sa介导的籼粳杂种不育分子机理,完成了预期的研究内容,并取得了如下研究成果:1)构建了表达SaF+和SaM+标签融合蛋白的稳定转基因材料,并利用免疫组化技术验证Sa“双基因三因子”模型,但实验结果并不支持原有模型的假设;2)用酵母双杂交技术确定了SaF、SaM互作和亚细胞定位的重要区段并筛选获得了若干与SaF和SaM互作蛋白。利用双分子荧光互补技术对部分的互作蛋白进行再确认;3)利用体外纯化的融合蛋白,验证SaM+具有SUMO E3连接酶的生物学功能;4)借助RNAi基因沉默或CRISPR/Cas9敲除SaF和SaM获得了Sa位点亲和的新型育种材料;5)开发了研究蛋白与核酸互作的新技术方法,有利于后续研究工作的开展。本研究对其他类型的杂种不育具有重要的借鉴作用,所创制的杂种亲和材料,有望克服远缘杂种不育,实现强杂种优势利用。本项目执行期共发表论文6篇,申请专利3项,获得省部级奖励3项。培养硕士毕业生2名,博士毕业生2名,博士后1名,圆满完成了既定目标。
期刊论文列表
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DOI:
10.1360/n972016-01044
发表时间:
2016-10
期刊:
Chinese Science Bulletin
影响因子:
--
作者:
[Letian Chen;Yaoguang Liu]
通讯作者:
Letian Chen;Yaoguang Liu
Suppression or knockout of SaF/SaM overcomes the Sa-mediated hybrid male sterility in rice
SaF/SaM 的抑制或敲除克服了 Sa 介导的水稻杂种雄性不育
DOI:
10.1111/jipb.12564
发表时间:
2017-09-01
期刊:
JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY
影响因子:
11.4
作者:
[Xie, Yongyao, Niu, Baixiao, Chen, Letian]
通讯作者:
Chen, Letian
Advances in understanding the molecular mechanisms of cytoplasmic male sterility and restoration in rice
水稻细胞质雄性不育与恢复分子机制研究进展
DOI:
10.1007/s00497-017-0308-z
发表时间:
2017
期刊:
Plant Reproduction
影响因子:
3.4
作者:
[Huiwu Tang, Yongyao Xie, Yao-Guang Liu, Letian Chen]
通讯作者:
Letian Chen
Assessing protein-DNA interactions: pros and cons of classic andemerging techniques
评估蛋白质-DNA 相互作用:经典和新兴技术的优缺点
DOI:
10.1007/s11427-016-5046-1
发表时间:
2016
期刊:
Science China Life Sciences
影响因子:
--
作者:
[Yongyao Xie, Yao-Guang Liu, Letian Chen]
通讯作者:
Letian Chen
The Intronic cis Element SE1 Recruits trans-Acting Repressor Complexes to Repress the Expression of ELONGATED UPPERMOST INTERNODE1 in Rice
内含子顺式元件 SE1 招募反式作用阻遏复合物来抑制水稻中 ELONGATED UPPERMOST INTERNODE1 的表达
DOI:
10.1016/j.molp.2018.03.001
发表时间:
2018-05-07
期刊:
MOLECULAR PLANT
影响因子:
27.5
作者:
[Xie, Yongyao, Zhang, Yaling, Chen, Letian]
通讯作者:
Chen, Letian
共 9 条
OsCDKC2调控水稻种间杂种不育的分子机理
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批准号:32370371
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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:陈乐天
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依托单位:
Sa座位调控水稻杂种不育和反温敏不育双重功能的分子机理研究及利用
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批准号:32030080
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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:陈乐天
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依托单位:
水稻钙依赖蛋白激酶OsCDPK19介导双重抗性的分子机理研究
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批准号:31772104
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:陈乐天
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依托单位:
病原菌侵染过程中水稻几丁质受体在天然免疫信号传导时的动态研究
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批准号:31171350
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2011
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负责人:陈乐天
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依托单位:
稻瘟病抗性蛋白(Pi-ta)与无毒蛋白(Avr-pita)细胞内可视化和分子识别机理研究
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批准号:31071646
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2010
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负责人:陈乐天
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依托单位:
国内基金
海外基金