课题基金 / 基金详情

大白菜耐热性LncRNAs的调控网络分析及功能研究

批准号:
31801856
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
宋小明
依托单位:
学科分类:
蔬菜、瓜果种质资源与遗传育种学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁敏、王振怡、史松昌、张志康、张妍彤

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
大白菜(Brassica rapa ssp. pekinensis)起源于中国,是重要的世界性蔬菜和园艺作物。高温严重阻碍了大白菜的周年生产,影响了其产量和品质。同时,LncRNAs研究成为近年来植物研究领域的一个新热点,然而在大白菜耐热研究中LncRNAs的调控机制还未见报道。本项目在已完成的大白菜LncRNAs测序的基础上,在全基因组范围内鉴定高温胁迫相关LncRNAs,并构建其与逆境相关转录因子的共表达调控网络。并进一步对高温胁迫关键LncRNAs及靶基因进行全长克隆、时空表达分析、亚细胞定位及转基因功能验证。通过系统深入的研究,全面揭示LncRNAs在大白菜耐热中的调控机理。有助于加深人们对芸薹属及其近缘物种耐热性的认识,为培育和创制耐热优良新品种奠定基础。该研究不仅具有重要的理论价值,而且有着突出的经济价值。同时,建立的分析流程将为其它植物LncRNAs的研究提供重要支持平台。
英文摘要
Chinese Cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis) originated in China, is an important worldwide vegetable and horticultural crops. High temperature severely hampered annual production of cabbage, affecting its yield and quality. Meanwhile, LncRNAs has become a new hot spot in the field of plant research in recent years. However, the regulation mechanism of LncRNAs has not been reported for the study of heat tolerance in Chinese cabbage. Based on the completion of the LncRNAs sequencing in Chinese cabbage, this project try to identify the high temperature stress related LncRNAs in the whole genome. Then, we construct the co-expression regulatory network of these LncRNAs and stress related transcription factors. Furthermore, the full length cloning, spatial and temporal expression analysis, subcellular localization and functional verification of key LncRNAs and their target genes related to high temperature stress were studied. Through systematic and in-depth study, we try to reveal the regulation mechanism of LncRNAs in the heat tolerance of Chinese cabbage. This project helps to deepen the understanding of heat resistance for Brassica species and related species, and laid the foundation for breeding and creating new varieties of heat resistance. This research not only has great scientific significance value, but also has prominent economic value. At the same time, the research streamline constructed will be an essential platform for the study of LncRNAs in other plant.
长链非编码RNA (lncRNAs)在植物生长发育中发挥着重要作用。本研究以大白菜基因组测序材料“Chiifu-401-42”为试材,利用新一代测序技术对大白菜高温处理样品进行LncRNAs测序。然后进行系统的生物信息学分析,构建大白菜高温胁迫关键LncRNAs及其靶基因的调控网络。挖掘关键耐热调控基因,并进行关键LncRNAs靶基因的克隆、定位及转基因功能验证等功能分析。研究中我们对37个物种的247,242个lncRNA进行了比较分析。结果表明,lncRNA在不同物种间的保守性较差。我们还鉴定了960个lncRNA,它们与37个物种的524个miRNA前体同源。有趣的是,有285个(54.38%)miRNA前体是某些物种特有的,这表明lncRNA可能在不同物种中发挥特定调控miRNA的作用。LncRNAs是响应非生物胁迫的关键调控因子,但热胁迫下LncRNAs在大白菜中的表达模式和功能尚未研究。我们对大白菜不同热处理阶段的lncRNA及其靶基因进行了全基因组分析。系统地鉴定了18,253个lncRNA,其中1229个差异表达(DE) lncRNA具有热响应特征。共表达分析表明,这些DE lncRNA的反式调控靶基因在“内质网蛋白加工”和“植物激素信号转导”通路中占比过高。此外,大部分HSPs和PYL基因表现出相似的表达模式,在这两种途径中都能快速地响应热胁迫。根据DE lncRNA-mRNA的相互作用网络,发现29个lncRNA与HSPs基因复杂地相互连接,22个lncRNA与PYL基因相互作用。最后,通过qRT-PCR验证了几个关键lncRNA及其靶基因的表达模式。总的来说,我们对37个物种的lncRNA进行了比较分析,并对大白菜中的lncRNA进行了综合分析,包括鉴定、表达模式、网络构建、靶基因功能富集和功能验证。我们的研究成果拓展了对大白菜热胁迫相关lncRNA的认识,鉴定出的关键lncRNA将为进一步的比较和功能研究提供丰富的资源。
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: 10.1093/plphys/kiab048
发表时间: 2021
期刊: Plant Physiology
影响因子:
作者: [Song Xiaoming, Wei Yanping, Xiao Dong, Gong Ke, Sun Pengchuan, Ren Yiming, Yuan Jiaqing, Wu Tong, Yang Qihang, Li Xinyu, Nie Fulei, Li Nan, Feng Shuyan, Pei Qiaoying, Yu Tong, Zhang Changwei, Liu Tongkun, Wang Xiyin, Yang Jinghua]
通讯作者: Yang Jinghua
Comprehensive identification and analyses of the Hsf gene family in the whole-genome of three Apiaceae species
伞形科三种植物全基因组Hsf基因家族的综合鉴定与分析
DOI: 10.1016/j.hpj.2020.08.005
发表时间: 2020-08
期刊: Horticultural Plant Journal
影响因子: 5.7
作者: [Pei Qiaoying, Yu Tong, Wu Tong, Yang Qihang, Gong Ke, Zhou Rong, Cui Chunlin, Yu Ying, Zhao Wei, Kang Xi, Cao Rui, Song Xiaoming]
通讯作者: Song Xiaoming
Preferential gene retention increases the robustness of cold regulation in Brassicaceae and other plants after polyploidization
优先基因保留增加了十字花科和其他植物多倍化后冷调节的鲁棒性
DOI: 10.1038/s41438-020-0253-0
发表时间: 2020-02-21
期刊: HORTICULTURE RESEARCH
影响因子: 8.7
作者: [Song, Xiao-Ming, Wang, Jin-Peng, Wang, Xi-Yin]
通讯作者: Wang, Xi-Yin
Comprehensive analysis of SSRs and database construction using all complete gene-coding sequences in major horticultural and representative plants.
主要园艺及代表性植物全部完整基因编码序列的SSR综合分析及数据库构建
DOI: 10.1038/s41438-021-00562-7
发表时间: 2021-06-01
期刊: Horticulture research
影响因子: 8.7
作者: [Song X, Yang Q, Bai Y, Gong K, Wu T, Yu T, Pei Q, Duan W, Huang Z, Wang Z, Liu Z, Kang X, Zhao W, Ma X]
通讯作者: Ma X
共 7 条
    冰菜C3-CAM转换增强盐胁迫适应的分子机制与跨物种耐盐基因资源库构建
    • 批准号:
      32573037
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50.00万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      宋小明
    • 依托单位:
    大白菜耐热lncRNA功能验证、ceRNA调控网络解析及组学数据库平台搭建
    • 批准号:
      32172583
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      58万元
    • 批准年份:
      2021
    • 负责人:
      宋小明
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金