OsbHLH120调控旱稻根粗和根长的分子机理
批准号:
31671667
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
李俊周
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙虎威、赵炎、炎会敏、蒋聪慧、陈义鹏、李梦琪
中文摘要
根系是植物吸收水分的主要器官,根系基因的克隆与分析是揭示根系发育和抗旱机制的主要途径。我们图位克隆了控制旱稻根粗和根长的QTL qBRT9a,遗传转化和关联分析证明了目的基因OsbHLH120控制根系发育。基于前期基础,本项目拟利用已获得的qBRT9a导入系、超表达和RNAi转基因材料等,采用根系X-光扫描成像、体视镜和超薄树脂切片观察根系构型及根尖各区域细胞数目和长度;通过亚细胞定位、GUS染色、qRT-PCR、ChIP-Seq、表达谱芯片、酵母双杂交与GST pull-down实验,分析OsbHLH120表达部位、对土壤干旱和激素的响应、调控的下游基因及互作蛋白,进而探明OsbHLH120参与根系发育的细胞学机制和分子调控网络,为解析作物根系发育、抗旱机制和培育节水抗旱稻奠定基础。
英文摘要
Roots are the principal plant organs for nutrient and water uptake. A strong root system would enable a plant to extract more water and nutrients from the soil, which is important for good plant growth and increased yield under soil-related stresses. Thus, it is necessary to determine the main genetic determinants of the strong root system and to transfer these genes into lowland rice to improve their drought resistance. A novel QTL, qBRT9a, for root thickness and root length was cloned by our research group. A basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor, LOC_Os09g28210 (named as OsbHLH120) identified as a candidate gene regulates root growth confirmed by genetic transformation and correlation analysis. In this research, using over-expression and RNAi transgenic material, and qBRT9a introgression line, root architecture and the number and the length of cells in different regions of root tip will be investigated through root X-optical scanning imaging, stereoscope, and resin sections. The expression pattern, downstream genes, and protein interaction of OsbHLH120 will be researched using subcellular localization, GUS staining, qRT-PCR, ChIP-Seq, expression microarray, and GST pull-down. Then, cytological evidence and molecular pathway of that qRT9 promotes root growth and the value of qBRT9a in field breeding will be discussed. These results will provide a starting point for functional characterisation of the mechanism of root growth, drought resistance and molecular-assisted selection for improving drought resistance.
根系是植物吸收水分的主要器官,项目在图位克隆了控制旱稻根粗和根长的QTL qBRT9a的基础上,以OsbHLH120超表达、RNAi转基因植株、CAS9突变材料和对照植株为材料,发现不同材料的通气组织和根尖成熟区细胞存在差异,OsbHLH120可能是通过影响根尖细胞大小控制根系发育。亚细胞定位确定基因在细胞核中表达,对PEG和NaCl处理都有响应。DNA亲和纯化测序DAP-seq、水稻全基因组转录组测序和qRT-PCR试验,发现生长素响应因子OsIAA9和膨胀素EXPA23可能是OsbHLH120调控的下游基因。通过酵母双杂交结合BiFC实验,发现OsbHLH120与生长素通路基因SPT和OsbHLH107蛋白相互作用,揭示了OsbHLH120调节根系发育的分子调控路径。大田试验证明了旱稻OsbHLH120能提高根系发育,且能提高穗粒数和产量,研究结果为培育节水抗旱资源节约型水稻品种奠定基础。
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DOI:
10.13271/j.mpb.017.004280
发表时间:
2019
期刊:
分子植物育种
影响因子:
--
作者:
[刘李鑫哲, 何宇涵, 炎会敏, 李俊周, 赵全志]
通讯作者:
赵全志
The crucial role of gibberellic acid on germination of drought-resistant upland rice
赤霉酸对抗旱旱稻发芽的关键作用
DOI:
10.32615/bp.2019.049
发表时间:
2019-01-01
期刊:
BIOLOGIA PLANTARUM
影响因子:
1.5
作者:
[Li, J. -Z., Li, M. -Q., Zhao, Q. -Z.]
通讯作者:
Zhao, Q. -Z.
Phenotypic, Transcriptomic, and Metabolomic Signatures of Root-Specifically Overexpressed OsCKX2 in Rice.
水稻根部特异性过表达 OsCKX2 的表型、转录组学和代谢组学特征
DOI:
10.3389/fpls.2020.575304
发表时间:
2020
期刊:
Frontiers in plant science
影响因子:
5.6
作者:
[Yan H, Sun H, Jia X, Lv C, Li J, Zhao Q]
通讯作者:
Zhao Q
Transcriptome Analysis of Upland Rice in Response to PEG Stress during Seed Germination
旱稻种子萌发过程中 PEG 胁迫响应的转录组分析
DOI:
10.17957/ijab/15.1202
发表时间:
2019-12
期刊:
INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURE & BIOLOGY
影响因子:
--
作者:
[Junzhou Li, Xueying Jia, Jing Zhang, Hongzheng Sun, Quanzhi Zhao]
通讯作者:
Quanzhi Zhao
油菜素内酯诱导基因OsBEE1调控水稻抗旱性的机理与应用
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批准号:32372094
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:李俊周
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依托单位:
基于旱稻导入系根基粗QTLqBRT9a的克隆与功能分析
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批准号:31101132
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2011
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负责人:李俊周
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依托单位:
国内基金
海外基金