胡麻CYP79基因调控生氰糖苷生成的分子机理研究

批准号:
31760426
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
齐燕妮
依托单位:
学科分类:
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张建平、李闻娟、王斌、寇向龙
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中文摘要
胡麻是我国重要的油料作物及经济作物,胡麻籽粒中的生氰糖苷对人和动物的健康具有潜在的威胁。因此,明确胡麻生氰糖苷生成机制,降低胡麻籽粒中生氰糖苷的含量具有重要的意义。课题组前期研究中克隆得到9个胡麻CYP79基因,并初步证实其与生氰糖苷生成直接相关;本研究拟在此基础上设计gRNA,构建CRISPR敲除载体,通过胡麻遗传转化,研究CYP79基因的生物学功能;遗传转化阳性株系与阴性对照转录组比较分析,明确CYP79基因的调控网络;通过转化后代的遗传学及表型分析,获得籽粒中含量低或者不含生氰糖苷的胡麻优良中间育种材料。本研究结果不仅阐明CYP79基因的功能、遗传效应和作用机制,也为胡麻育种中生氰糖苷的遗传改良提供重要的基因资源。
英文摘要
Flax is very important oil crops and cash crops in China, but the existing of cyanogenic glucosides in flaxseed have potential threat to the health of human and animals. Therefore, understanding the generation mechanism and decreasing the content of cyanogenic glucosides in flaxseed has important significance. Our project team have cloned nine CYP79 genes in the prophase research, which directly regulate the generation of cyanogenic glucosides. On the basis of this results, we plan to design gRNA and construct CRISPR knockout vectors. We expect to confirm the biology function of CYP79 genes through genetic transformation of flax. Transcriptomic analysis of positive and negative control lines will be used to clear out the regulation network of CYP79 . Through genetic and phenotypic analysis of transgenic offsprings, We hope to gain excellent middle breeding materials of flax with low content of cyanogenic glucosides or without cyanogenic glucosides. This study will elucidate the function, genetic effect and mechanism of CYP79 genes and offer important genetic resources for genetic improvement of cyanogenic glucosides in flax breeding.
胡麻是我国重要的油料作物及经济作物,胡麻籽粒中的生氰糖苷对人和动物的健康具有潜在的威胁。CYP79蛋白是生氰糖苷合成的关键酶,但关于胡麻CYP79基因的研究鲜有报道。本研究对胡麻CYP79基因进行克隆,并对其进行生物信息学与表达模式分析,在此基础上设计gRNA,构建CRISPR敲除载体,通过胡麻遗传转化研究CYP79基因的生物学功能。系统进化分析显示CYP79基因的进化具有物种特异性;LuCYP79不均匀分布在4条染色体上,具有1~3个外显子,其启动子区含大量激素与逆境响应相关元件;本研究共克隆到8个LuCYP79基因的全长DNA序列及5个成员的全长cDNA序列;LuCYP79蛋白均为亲水性蛋白,定位于内质网;共有5对基因发生复制事件,占全部基因的77.8%,全部经历了强烈的纯化选择,其中LuCYP79-1和LuCYP79-9在拟南芥和木薯中均具有同源基因。表达量分析表明,LuCYP79家族成员具有组织特异性,而且各成员在不同遗传背景下表达模式不同。根据表达量数据初步筛选到LuCYP79-1、LuCYP79-8和LuCYP79-9可能是胡麻籽生氰糖苷合成的关键基因。在此基础上构建这3个基因的CRISPR载体并转化胡麻,通过荧光标记筛选及PCR检测获得了阳性植株。本研究结果不仅阐明胡麻CYP79基因的功能,也为胡麻育种中生氰糖苷的遗传改良提供重要的基因资源。
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
DOI:--
发表时间:2019
期刊:植物研究
影响因子:--
作者:赵玮;齐燕妮;张建平;赵 利;王利民;谢亚萍;王 斌;张艳萍
通讯作者:张艳萍
DOI:--
发表时间:2019
期刊:甘肃农业科技
影响因子:--
作者:齐燕妮;李闻娟;王利民;赵玮;党照;谢亚萍;张建平
通讯作者:张建平
DOI:--
发表时间:2021
期刊:中国农学通报
影响因子:--
作者:谢亚萍;牛俊义;王利民;党照;赵玮;李闻娟;齐燕妮;汪平;李玥;张建平
通讯作者:张建平
DOI:--
发表时间:2019
期刊:甘肃农业科技
影响因子:--
作者:齐燕妮;李闻娟;王利民;赵玮;党照;谢亚萍;张建平
通讯作者:张建平
Genomic Comparison and Population Diversity Analysis Provide Insights into the Domestication and Improvement of Flax
基因组比较和种群多样性分析为亚麻的驯化和改良提供了见解
DOI:10.1016/j.isci.2020.100967
发表时间:2020-04-24
期刊:ISCIENCE
影响因子:5.8
作者:Zhang, Jianping;Qi, Yanni;Liu, Touming
通讯作者:Liu, Touming
DMP诱导亚麻单倍体的功能解析及高频诱导系创制
- 批准号:32360502
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:33万元
- 批准年份:2023
- 负责人:齐燕妮
- 依托单位:
国内基金
海外基金
