花生小GTP结合蛋白基因AhRab7提高耐盐性的分子机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31301356
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 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:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Rab proteins form the largest family of the small GTP-binding proteins, they regulate growth, development and morphogenesis in plant. Interestingly, some of the Rab genes are found to be responsive by different environmental stresses. In our previous studies, a few mutants with salt tolerance obtained via physical and chemical mutagenesis in combination with tissue culture, then one stress-inducible Rab7 gene of Arachis hypogaea differentially expressed between the wild parent and mutant with salt resistrance was identified by SSH technology, and the open reading frames (ORF) were overexpressed in E. coli and peanut, respectively. The results showed that the Rab7 gene can help them resist salt stress. To further clarify the molecular regulation mechanism involved in salt tolerance of Rab7 gene in peanut,in this study, RNA sequencing will be carried out using transgenic plants with salt resistance as materials after salt treatment to analyze the regulation pathway on salt resistance of Rab7 gene. Moreover, we will clone its promoter and analyze the cis-regulatory elements of the promoter that mediate expression of Rab7 gene, and then construct different truncated vectors to transform peanut. After salt stress treatment, GUS staining of tissues and activity analysis will be carried out to confirm the cis-acting elements responsive to salt stress. This study will supply gene resources with independent intellectual property rights to new germplasms creation with tolerace to salinity stress via genetic engineering. Simultaneously, it will lay the foundation for clarifying molecular mechanism of Rab7 gene responsive to salinity stress and cloning regulator upstream, so this study has both great theoretical and practical significance.
Rab蛋白是小GTP结合蛋白家族最大的亚族,调控着植物的生长发育、形态建成,有些成员还受多种逆境胁迫的诱导表达。本课题组前期利用理化诱变与组培相结合筛选出一批耐盐突变体,并应用SSH技术筛选出在野生型和突变体中差异表达的1个Rab7基因,分别在大肠杆菌和花生中表达后,重组菌和转基因植株耐盐能力显著增强。为进一步探明花生Rab7基因在盐胁迫中的分子调控机理,本研究拟对盐胁迫处理后的转基因耐盐植株进行RNA-Seq,分析Rab7基因参与的耐盐调控途径。此外,克隆其启动子,分别缺失不同的区段后与GUS基因融合,转化花生,并施以盐胁迫处理,通过GUS组织化学染色和活性分析后,确定该启动子上盐胁迫应答的关键顺式调控元件。本项目的开展,旨在为创造耐盐新种质提供具有自主知识产权的基因,系统地阐明Rab7基因在花生耐盐中的分子调控机制,同时为克隆上游的调节因子等研究奠定基础,因而具有理论和实践双重意义。

结项摘要

Rab亚族是小GTP结合蛋白家族最大的亚族,其成员Rab7受多种逆境胁迫的诱导表达。本课题组前期在花生中筛选出1个Rab7基因,分别在大肠杆菌和花生中表达后,重组菌和转基因植株耐盐能力显著增强。. 为进一步探明花生Rab7基因在盐胁迫中的分子调控机理,本研究利用稳定遗传的过表达Rab7基因的花生植株,盐胁迫处理前后进行RNA-Seq,利用KEGG富集分析确定Rab7基因主要调控以下途径:光合作用、氧化磷酸化、AMPK信号途径、植物激素信号转导、生物钟、类黄酮合成、突触囊泡循环、植物和病原菌互作、PI3K-Akt信号途径、内质网蛋白加工、抗原加工和呈现等途径。. Rab7基因可以调控乙烯响应的AP2、MYB、RING-H2型锌指蛋白等转录因子,以及大量的耐盐相关基因:如LEA、RD22、过氧化物酶、CBL-互作蛋白激酶、钙结合蛋白等,从而提高转基因花生植株的耐盐性。. 此外,克隆了Rab7基因启动子,分别缺失不同的区段后与GUS基因融合,转化烟草,并施以盐胁迫处理,通过GUS组织化学染色和活性分析以及荧光定量PCR分析,初步筛选出了该启动子上盐胁迫应答的关键顺式调控元件。. 本项目初步阐明了Rab7基因在花生中的调控途径和转基因植株耐盐的分子调控机制,同时初步确定了盐胁迫相关的重要顺式调控元件,因而具有重要的理论价值。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
平阳霉素诱变与NaCl 定向筛选对花生后代产量和品质性状的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华北农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武秀玲;胡晓辉;王晶珊;隋炯明
  • 通讯作者:
    隋炯明
花粉管通道法验证花生Oleosin基因启动子的特异性表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国粮油学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王亚;乔利仙;王晶珊;隋炯明
  • 通讯作者:
    隋炯明
Generation of peanut drought tolerant plants by pingyangmycin-mediated in vitro mutagenesis and hydroxyproline-resistance screening.
平阳霉素介导的花生耐旱植株产生及羟脯氨酸抗性筛选
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0119240
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Sui J;Wang Y;Wang P;Qiao L;Sun S;Hu X;Chen J;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J
PyTPS转化花生对其后代耐盐性和品质性状的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    华北农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    武秀玲;王晶珊;韩立坤;隋炯明
  • 通讯作者:
    隋炯明
Digital gene expression analysis of genes associated with salinity resistance after overexpression of a stress responsive small GTP-binding RabG protein in peanut
花生过表达胁迫响应小 GTP 结合 RabG 蛋白后与盐度抗性相关的基因的数字基因表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Genetics and Molecular Research
  • 影响因子:
    0.4
  • 作者:
    M.Y. Yu;S.T. Ding;J.X. Wang;L.X. Qiao
  • 通讯作者:
    L.X. Qiao

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其他文献

花生与其近缘野生种间细胞融合及杂种愈伤组织的形成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    乔利仙;孙海燕;隋炯明;徐丽娟;孙世孟;王晶珊
  • 通讯作者:
    王晶珊
花生MAPK基因的筛选和盐胁迫分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    华北农学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    孔祥远;陈冠旭;秦贵龙;隋炯明;乔利仙;王晶珊;徐丽丽
  • 通讯作者:
    徐丽丽
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵明霞;孙海燕;隋炯明;乔利仙;范乾程;王晶珊
  • 通讯作者:
    王晶珊
早熟抗倒伏适合机械化收获的花生品种宇花5号的培育
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    农业生物技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李冠;刘录祥;崔山;乔利仙;隋炯明;赵琳姝;王晶珊
  • 通讯作者:
    王晶珊
稻米淀粉RVA谱特征与品质性状相
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    《中国农业科学》,2005,38(4):657-663
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    隋炯明;李欣;严松;严长杰;张
  • 通讯作者:

其他文献

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隋炯明的其他基金

花生油质蛋白基因调控耐盐性的分子机制解析
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  • 项目类别:
    面上项目
花生非特异性脂质转运蛋白基因(nsLTP)的耐盐机理研究
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    31571705
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    面上项目

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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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