NAC300调控水稻镉吸收及其在土壤镉污染修复中的应用
批准号:
41401351
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
郑录庆
依托单位:
学科分类:
环境土壤学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
王桂萍、刘清泉、张昶、郑丽、崔亚琼
中文摘要
土壤镉(Cd)污染不仅影响作物产量和品质,还可经食物链危及人类的健康,已经成为世界性的环境问题。近年来作物吸收镉的机制取得较大进展,但其调控机制仍不清楚。申请人前期通过不同浓度Cd胁迫下的水稻转录组以及突变体离子组分析,发现NAC转录因子家族基因NAC300的表达受Cd专一性诱导,而NAC300突变体对Cd胁迫超敏感且植株积累高浓度的Cd。为阐明NAC300在水稻中调控Cd积累的分子机制,本项目将通过分析NAC300的表达模式,利用NAC300突变体材料进行转录组分析筛选其下游基因及结合元件,研究NAC300与下游Cd转运体基因的互作关系明确其调控水稻Cd吸收的作用机制。同时通过土培试验,将不同Cd积累型的转基因材料种植于镉污染土壤,分析根系、秸秆、以及籽粒Cd积累和分布规律。通过本研究,可以为筛选和培育低Cd积累水稻品种提供理论依据,同时可为Cd污染土壤的修复提供高富集Cd的植物材料。
英文摘要
Cd-contaminated soil not only affects the productivity and quality of crops, but also endanger human health when enters into food chain. Therefore it has become a world-wide environmental issue. Recent progress has been made in the mechanism of Cd uptake in crops, less is known about its regulation mechanism. The applicant used a high-throughput sequencing approach analyzing different levels of heavy metal treated rice seedlings combined with mutants ionmics analysis, one NAC family gene NAC300 was identified for its specificity induced by Cd treatment. And the NAC300 mutant showed a Cd hyper-sensitive phenotype and more Cd accumulation in the seedlings. In this project, to explore the regulation mechanism of NAC300 on Cd accumulation in rice, we will determine the expression pattern of NAC300, find out the downstream genes of NAC300 by performing RNA-seq analysis on its mutant vs wild type. Moreover, we will look at the role of Cd transporter genes involved to get clearer figure of the regulation mechanism of NAC300 on Cd accumulation in rice. In addition, we will carry out soil culture experiment to test the Cd distribution ratio between root, straw and seeds after cultivated on Cd-contaminated soil. It will give theoretical support to breeding low Cd crops, and also provide new plant material for remediating Cd-contaminated soil.
土壤镉(Cd)污染不仅影响作物产量和品质,还可经食物链危及人类的健康,已经成为世界性的环境问题。近年来作物吸收镉的机制取得较大进展,但其调控机制仍不清楚。通过本项目的实施,明确了NAC300的表达模式,构建了NAC300突变体及相关转基因材料,转录组分析筛选得到多个NAC300下游基因及筛选得到结合元件,初步阐明NAC300与下游Cd相关基因的互作关系明确其调控水稻Cd吸收的作用机制。生理及Cd污染土培实验结果为筛选和培育低Cd积累水稻品种提供理论依据。本项目已发表科研论文3篇,均为SCI论文。另外,有一篇代表该项目的主要研究成果的论文正在组织准备投稿。申请发明专利一项,培养博士研究生1名,硕士研究生2名。
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RNA-Seq Analysis of Rice Roots Reveals the Involvement of Post-Transcriptional Regulation in Response to Cadmium Stress.
水稻根部的 RNA-Seq 分析揭示了转录后调控对镉胁迫的响应
DOI:
10.3389/fpls.2015.01136
发表时间:
2015
期刊:
Frontiers in plant science
影响因子:
5.6
作者:
[He F, Liu Q, Zheng L, Cui Y, Shen Z, Zheng L]
通讯作者:
Zheng L
DOI:
10.3389/fpls.2015.01136
发表时间:
2015
期刊:
Frontiers in Plant Science
影响因子:
5.6
作者:
[Fei He, Qingquan Liu, Li Zheng, Yaqiong Cui, Zhenguo Shen, Luqing Zheng]
通讯作者:
Luqing Zheng
Comprehensive Analysis of Rice Laccase Gene (OsLAC) Family and Ectopic Expression of OsLAC10 Enhances Tolerance to Copper Stress in Arabidopsis.
水稻漆酶基因 (OsLAC) 家族综合分析及 OsLAC10 异位表达增强拟南芥对铜胁迫的耐受性
DOI:
10.3390/ijms18020209
发表时间:
2017-01-30
期刊:
International journal of molecular sciences
影响因子:
5.6
作者:
[Liu Q, Luo L, Wang X, Shen Z, Zheng L]
通讯作者:
Zheng L
OsMYB45 plays an important role in rice resistance to cadmium stress
OsMYB45在水稻抗镉胁迫中发挥重要作用
DOI:
10.1016/j.plantsci.2017.08.002
发表时间:
2017-11-01
期刊:
PLANT SCIENCE
影响因子:
5.2
作者:
[Hu, Shubao, Yu, Yao, Zheng, Luqing]
通讯作者:
Zheng, Luqing
OsZIF1-bZIP48分子模块调控水稻锌稳态的作用机理
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批准号:32570308
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.00万元
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批准年份:2025
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负责人:郑录庆
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依托单位:
HZD2调控水稻缺锌响应的分子机理解析
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批准号:32172668
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:郑录庆
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依托单位:
剪接因子OsSRL1调控水稻铁转运的分子机理
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批准号:31770269
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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:郑录庆
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依托单位:
水稻缺铁信号与茉莉酸信号互作的分子机制
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批准号:31470347
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2014
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负责人:郑录庆
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依托单位:
国内基金
海外基金