香石竹DcPS1基因调控减数分裂及2n配子形成的分子机制研究

批准号:
31860570
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
37.0 万元
负责人:
周旭红
依托单位:
学科分类:
C1507.观赏园艺学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
桂敏、莫锡君、李进昆、余蓉培、邹凌、许凤
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
减数分裂异常产生的2n配子在园艺植物种质创新和多倍体育种中具有巨大潜力。我们前期研究表明,香石竹DcPS1基因RNAi干扰后导致2n配子增多,花粉的育性下降,转录组数据发现RAD51D、CDC20和SKP1基因上调表达。拟南芥和水稻中RAD51D、CDC20和SKP1基因参与减数分裂过程,而在香石竹中DcPS1调控RAD51D、CDC20和SKP1基因参与减数分裂的机制还不清楚。本项目拟构建香石竹RAD51D、CDC20和SKP1基因CRISPR-Cas9载体和高表达载体并分别转化DcPS1基因的RNAi转基因植株和正常植株;通过免疫荧光反应等技术分析其在减数分裂过程的功能,采用RT-qPCR分析相关下游基因表达量的变化;利用酵母双杂交等技术研究RAD51D、SKP1和DcPS1相互作用,阐明DcPS1基因调控香石竹减数分裂和2n配子形成的分子机制,为香石竹多倍体遗传育种研究奠定基础。
英文摘要
2n gametes caused by abnormal meiosis have great potential for horticultural plant germplasm enrichment and polyploidy breeding. The results of our previous research showed that suppressing DcPS1 gene expression by double-stranded RNA-mediated interference (RNAi) in carnation had led to the increase of 2n gametes and the decrease of pollen fertility. Transcriptome data analyses had revealed expression of genes: RAD51D, CDC20 and SKP1 were up-regulated. In Arabidopsis and rice, genes: RAD51D, CDC20 and SKP1 were involved in meiotic processes, however, the mechanism how DcPS1 regulates RAD51D, CDC20 and SKP1 in carnation meiosis is still not clear. This project intends to construct CRISPR-Cas9 vector and over-expression vector of RAD51D, CDC20 and SKP1 gene in carnation which was transformed into DcPS1 gene RNAi transgenic plants and normal plants, respectively. The function of genes: RAD51D, CDC20 and SKP1 gene in meiosis will be analyzed by immunofluorescence reaction and the expression of downstream gene will be analyzed by RT-qPCR. The interacting proteins of RAD51D, SKP1 and DcPS1 will be identified using yeast two - hybrid system. The results will not only reveal the molecular mechanism of DcPS1 in regulating meiosis and 2n gamete formation, but also lay the foundation for the polyploid breeding of carnation.
减数分裂异常产生的2n配子在园艺植物种质创新和多倍体育种中具有巨大潜力。前期研究DcPS1基因与减数分裂相关,但该基因的调控机制还不清楚。本项目克隆了与香石竹减数分裂相关的DcRAD51D、DcSKP1和DcCDC20全长CDNA序列,并对不同发育时期的花粉和组织部位的表达量进行了分析。发现DcRAD51D、DcSKP1和DcCDC20基因在花蕾长度为1.1~1.2 cm时的花药中表达量最高,揭示三个基因有可能参与减数分裂过程。通过RNAi干扰技术,发现DcRAD51D和DcSKP1基因表达量下降,导致减数分裂停滞在花粉母细胞时期,引起花粉的败育;DcCDC20基因表达量下降,使二分体增多,最终导致2n配子的产生。通过酵母双杂和BiFc实验证实DcPS1、DcSKP1和DcCDC20存在两两相互作用,三个基因共同调节香石竹减数分裂的过程。研究结果有助于巩固和深化对现有减数分裂研究的认识,同时对于利用现代生物技术服务于遗传育种研究也具有现实的意义。本研究发表SCI论文1篇,核心期刊3篇,申请专利1项。项目1名成员获高层次人才称号,3名成员晋升副研究员,1名成员获博士学位。
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:10.11931/guihaia.gxzw202003044
发表时间:2022
期刊:广西植物
影响因子:--
作者:周旭红;赵雪艳;杨晓密;吴学尉;瞿素萍
通讯作者:瞿素萍
DOI:--
发表时间:2020
期刊:分子植物育种
影响因子:--
作者:李姝影;李枝林;马璐琳;桂敏;王玉英;赵雪艳;周旭红
通讯作者:周旭红
DOI:--
发表时间:2019
期刊:植物生理学报
影响因子:--
作者:周旭红;桂敏;莫锡君;李进昆;李姝影;赵雪艳;吴学尉;瞿素萍
通讯作者:瞿素萍
The DcPS1 cooperates with OSDLa during pollen development and 2n gamete production in carnation meiosis.
DcPS1 在花粉发育和康乃馨减数分裂中 2n 配子产生过程中与 OSDLa 合作
DOI:10.1186/s12870-022-03648-z
发表时间:2022-05-24
期刊:BMC PLANT BIOLOGY
影响因子:5.3
作者:Zhou, Xuhong;Li, Shuying;Yang, Xiaomi
通讯作者:Yang, Xiaomi
香石竹OSD1-like基因在减数分裂中的功能研究
- 批准号:31460530
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:50.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:周旭红
- 依托单位:
香石竹2n配子形成与PS1基因相关机理研究
- 批准号:31260491
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:45.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:周旭红
- 依托单位:
国内基金
海外基金
