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NCED基因表达及ABA积累在小麦耐倒春寒中的作用机理研究

批准号:
31601301
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
张淑娟
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李玮、韩冉、韩小东、陈明丽

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
倒春寒(晚春霜冻)是造成小麦产量损失的主要灾害之一,分析倒春寒胁迫响应基因,研究小麦耐倒春寒的分子机理具有重要的意义。我们在前期工作中,对处于生殖发育阶段的小麦在正常条件和低温胁迫(模拟倒春寒)条件下进行了转录组和数字表达谱测序。对差异表达基因进行分析时,发现ABA合成途径的关键限制酶基因NCED基因上调表达显著。根据数据库中EST信息,我们克隆得到了两个NCED基因,分别命名为TaNCED1和TaNCED2。本项目选择小麦NCED基因表达、ABA水平、小麦耐倒春寒抗性三者之间的关系进行研究:在分析NCED基因表达调控模式和启动子元件的基础上,利用转基因技术来深入研究小麦NCED基因的表达以及ABA响应系统与小麦生殖阶段耐寒性的关系,进一步解析小麦耐倒春寒的分子机制,为耐倒春寒小麦新品种选育提供理论依据。
英文摘要
Spring frost is one of the major causes of yield reduction in common wheat (Triticum aestivum L.). It has important significance to identify the responsive genes to spring frost and study the molecular mechanism of frost resistance. In our previous study, we performed both RNA-Seq and digital gene expression analysis with samples under normal conditions and low temperature stress in wheat reproduction stage (simulated spring frost). Using digital gene expression tag profiling, we constructed an expression profile to identify genes related to spring frost resistance. The NCED gene was found significantly up-regulated, which was the key enzyme in the ABA biosynthesis pathway. According to the EST database information, we cloned two members of the NCED gene family, designated as TaNCED1 and TaNCED2. In this research, we want to investigate the relationship between the NCED gene expression, ABA level and the wheat spring frost resistance. We plan to analyze the NCED gene expression profile and their promoter activities. Construct plant expression vectors and analyze the effects of NCED gene on the gene expression and stress resistance of transgenic wheat plants. These results may provide valuable information for us to understand the function of NCED family and the ABA response system in the spring frost responses in wheat,thereby providing a theoretical basis of candidate genes for spring frost tolerance in wheat breeding.
本研究分析比较了17个抗旱性不同的小麦品种的TaNCED1基因序列等位变异,通过序列比对发现在B基因组上存在4个SNP位点的变异,针对这些变异开发了KASP分子标记。通过分析干旱胁迫和复水过程中不同小麦品种间TaNCED1基因表达和ABA积累的变化规律,发现不同品种间TaNCED1基因对水分变化的响应快慢程度及其表达水平存在显著差异。构建TaNCED1基因的过表达、RNAi及基因编辑载体,通过农杆菌介导的小麦遗传转化得到了转TaNCED1基因的小麦株系。利用转基因植株分别在苗期进行干旱胁迫处理和在雌雄蕊分化期模拟倒春寒处理,对各项生理指标进行测定,并且分别进行了叶片和幼穗的转录组测序。过表达TaNCED1基因小麦植株表现出较强的抗逆性。通过过表达NCED基因增加植物体内的ABA含量和降低NCED表达降低体内ABA水平,来研究NCED基因表达、ABA含量和小麦抗逆性之间的关系,阐明NCED基因如何通过ABA信号途径发挥功能,进一步解析小麦抗逆过程调控途径的分子机制,为小麦抗逆育种提供候选基因和理论依据。
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: 麦类作物学报
影响因子: --
作者: [宋国琦, 李玮, 张淑娟, 陈明丽, 高洁, 李玉莲, 张荣志, 韩小东, 李根英]
通讯作者: 李根英
Response of microRNAs to cold treatment in the young spikes of common wheat.
普通小麦幼穗中 microRNA 对冷处理的响应
DOI: 10.1186/s12864-017-3556-2
发表时间: 2017-02-28
期刊: BMC genomics
影响因子: 4.4
作者: [Song G, Zhang R, Zhang S, Li Y, Gao J, Han X, Chen M, Wang J, Li W, Li G]
通讯作者: Li G
Enhancement of grain number per spike by RNA interference of cytokinin oxidase 2 gene in bread wheat.
RNA干扰面包小麦细胞分裂素氧化酶2基因提高每穗粒数
DOI: 10.1186/s41065-018-0071-7
发表时间: 2018
期刊: Hereditas
影响因子: 2.7
作者: [Li Y, Song G, Gao J, Zhang S, Zhang R, Li W, Chen M, Liu M, Xia X, Risacher T, Li G]
通讯作者: Li G
Lineage-Specific Evolved MicroRNAs Regulating NB-LRR Defense Genes in Triticeae
调节小麦科 NB-LRR 防御基因的谱系特异性进化 MicroRNA
DOI: 10.3390/ijms20133128
发表时间: 2019-06
期刊: International Journal of Molecular Sciences
影响因子: 5.6
作者: [Zhang Rongzhi, Zhang Shujuan, Hao Weiwei, Song Guoqi, Li Yulian, Li Wei, Gao Jie, Zheng Yongsheng, Li Genying]
通讯作者: Li Genying
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    miR396调控小麦籽粒大小及产量的分子机制研究
    • 批准号:
      32272104
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      张淑娟
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金