MADS-box家族转录因子SlEBI对番茄花序分化发育的分子调控机理研究
结题报告
批准号:
31572129
项目类别:
面上项目
资助金额:
68.0 万元
负责人:
陈国平
依托单位:
学科分类:
C1506.蔬菜与瓜果生长发育
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡宗利、陈欣、汤玲、崔宝禄、张建苓、殷文成、封叶、高琼、杨贞妮
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中文摘要
花序结构和花的数目是影响农作物单产的直接因素之一。花序可分为无限花序和有限花序。目前,对无限花序和有限花序发育差异及花序结构多样化的分子调控机理仍然缺乏了解。番茄每一花序的花数一般为5-8朵,多的20余朵。在前期研究中,克隆到一个调控番茄花序发育的关键基因SlEBI,沉默该基因导致番茄花序极度分支,每台花序着花数可多达350朵。研究表明SlEBI可调控AN、SFT、FA等花序发育相关基因的表达,是花序发育中较早的调控因子。本项目拟培育SlEBI超表达番茄株系,结合已获得的沉默株系,深入研究SlEBI基因对番茄花序发育的影响,明确该基因的生物学功能,阐明番茄SlEBI调控花序分化发育的作用机理;并将SlEBI的转基因材料与其他番茄花序发育突变体进行杂交,分析SlEBI与其他花序发育调控因子的上下游关系,建立番茄花序分化发育的调控网络。本项目对阐明花序发育的分子调控机制具有十分重要的理论意义。
英文摘要
Plant reproductive success and agricultural productivity are highly determined by the variable branch and flower number of inflorescence, however molecular mechanisms underlying inflorescence development are still poorly understood. The wild type tomato AC++ produces usually 5–8, most up to 20, opened flowers per inflorescence. We cloned a novel inflorescence development-related MADS-box gene SlEBI from tomato. Silencing of SlEBI resulted in extreme branched inflorescences with hundreds of flowers in tomato. Inflorescence-related genes ANANTHA (AN) and PISTILLATE (PI) were dramatically down-regulated in SlEBI-silenced lines, While FALSIFLORA (FA) was slightly down-regulated and SINGLE FLOWER TRUSS (SFT) was up-regulated in SlEBI-silenced lines. In this study, we'll construct the vector of SlEBI overexpression, transform wild type tomato AC++ and get overexpressed transgenic plants. Then the phenotypes related to inflorescence development will be analyzed to illuminate the function of SlEBI. The new inflorescence-related genes which are regulated by SlEBI will be cloned with RNA-Seq and yeast two-hybrid system to illuminate the mechanism of regulation of SlEBI on the inflorescence development in tomato. Set up the regulatory networks of the inflorescence development in tomato by crossing SlEBI-silenced transgenic plants with other tomato inflorescence mutants. The research work will shed more light on molecular mechanism in the development regulation of both definite inflorescence and indefinite inflorescence.
花序结构和花的数目是影响农作物单产的直接因素之一。番茄每一花序的花数一般为5-8朵,多的20余朵,但关于番茄花序发育调控机制并不清楚。我们克隆到一个调控番茄花序发育的关键基因SlEBI,通过构建SlEBI单沉默及SlEBI-SlMADS1双沉默载体,遗传转化番茄子叶外植体,获得转基因番茄株系,发现SlEBI-SlMADS1双沉默株系的花序产生的花朵数量明显多于SlEBI单沉默株系,而SlEBI单沉默株系的花序产生的花朵数量明显多于野生型,经花序材料转录组测序分析,实时荧光定量PCR验证,扫描电镜分析,酵母双杂交分析,结果表明SlEBI与SlMADS1协同调控了番茄花序发育。此外,SlEBI-SlMADS1双沉默株系花的萼片明显比SlEBI单沉默株系大,SlEBI单沉默株系花萼又明显大于野生型,经石蜡切片,萼片发育相关基因的定量PCR检测,酵母双杂交分析,发现SlEBI与SlMADS1协同调控萼片发育。同时,我们构建了SlEBI超表达载体并获得靶基因超表达的番茄株系,发现SlEBI超表达植株叶片卷曲和小叶减少,花器官和花序结构生长缺陷,使果实产量下降,种子变小且不能正常萌发。经叶片极性调控及种子发育相关基因的表达检测以及生理生化检测,结果表明SlEBI对叶片极性发育和生殖发育有重要调控作用。该项目揭示了SlEBI的生理功能,为高产番茄新品种培育提供了理论基础。
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
Physiological, biochemical, and molecular differences in chloroplast synthesis between leaf and corolla of cabbage (Brassica rapa L. var. chinensis) and rapeseed (Brassica napus L.)
卷心菜(Brassica rapa L. var. chinensis)和油菜(Brassica napus L.)叶和花冠叶绿体合成的生理、生化和分子差异
DOI:10.1007/s10725-016-0241-4
发表时间:2016-12
期刊:PLANT GROWTH REGULATION
影响因子:4.2
作者:Zhu Mingku;Meng Xiaoqing;Chen Guoping;Dong Tingting;Yu Xiaohui;Cai Jing;Hu Zongli
通讯作者:Hu Zongli
Overexpression of SlOFP20 affects floral organ and pollen development
SlOFP20 的过度表达影响花器官和花粉发育
DOI:10.1038/s41438-019-0207-6
发表时间:2019-10
期刊:Horticulture Research
影响因子:8.7
作者:Zhou Shengen;Hu Zongli;Li Fenfen;Tian Shibing;Zhu Zhiguo;Li Anzhou;Chen Guoping
通讯作者:Chen Guoping
Isolation of the brassinosteroid receptor genes and recharacterization of dwarf plants by silencing of SlBRI1 in tomato
番茄中油菜素类固醇受体基因的分离和通过沉默 SlBRI1 来重新表征矮化植物
DOI:10.1007/s10725-019-00524-z
发表时间:2019
期刊:Plant Growth Regulation
影响因子:4.2
作者:Zhu Zhiguo;Liang Honglian;Chen Guoping;Tang Boyan;Tian Shibing;Hu Zongli
通讯作者:Hu Zongli
An AGAMOUS MADS-box protein, SlMBP3, regulates the speed of placenta liquefaction and controls seed formation in tomato
AGAMOUS MADS-box 蛋白 SlMBP3 调节胎盘液化速度并控制番茄种子形成
DOI:10.1093/jxb/ery418
发表时间:2018-11
期刊:Journal of Experimental Botany
影响因子:6.9
作者:Zhang Jianling;Wang Yicong;Naeem Muhammad;Zhu Mingku;Li Jing;Yu Xiaohui;Hu Zongli;Chen Guoping
通讯作者:Chen Guoping
Genetically engineered anthocyanin pathway for high health-promoting pigment production in eggplant
基因工程花青素途径可提高茄子中促进健康色素的产量
DOI:10.1007/s11032-016-0454-2
发表时间:2016-04
期刊:Molecular Breeding
影响因子:3.1
作者:Zhang Yanjie;Chu Guihua;Hu Zongli;Gao Qiong;Cui Baolu;Tian Shibing;Wang Bo;Chen Guoping
通讯作者:Chen Guoping
番茄果实耐贮性相关转录因子SlFSR分子调控网络研究
  • 批准号:
    31872121
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    陈国平
  • 依托单位:
番茄果实成熟特异RING-H2 Finger型锌指蛋白LeRZFP1的功能分析及其调控机理研究
  • 批准号:
    31171968
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    陈国平
  • 依托单位:
番茄LeEIN5基因的克隆及其在乙烯信号转导和果实成熟调控中的作用
  • 批准号:
    30871709
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    陈国平
  • 依托单位:
辣椒CaMADS-RIN调控果实成熟的分子机理研究
  • 批准号:
    30771463
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    陈国平
  • 依托单位:
乙烯反应因子在番茄抗病性、抗逆性中的作用
  • 批准号:
    30471180
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    陈国平
  • 依托单位:
国内基金
海外基金