甘蓝黄色花瓣基因cpc-1的图位克隆及功能解析

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基本信息

  • 批准号:
    31872948
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1505.蔬菜、瓜果种质资源与遗传育种学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

In view of the important role of flower color in attracting insect pollination and so on, focusing on the scientific problem of typical flower color variation between the two subspecies of cabbage and Chinese kale, the materials of this project included inbred lines of yellow-petalled cabbage YL-1 and white-petalled Chinese kale 11-192. The components and contents of carotenoids in petals were determined by ultra performance liquid chromatography and mass spectrometry (UPLC-PDA-Q-TOF/MS). Based on the previous inheritance analysis and fine-mapping result, The carotenoids content, re-sequencing and RNA expression analysis were combined to predict the candidate genes, which were then verificated by function complementation and CRISPR techniques. The nucleotide variation and evolution of the yellow-flowered genes cpc-1 between cabbage and Chinese kale were analyzed. The promotor sequence was cloned and its spatiotemporal expression was identified. Yeast two-hybrid technique was used to explore the proteins interactive with CPC-1. This project belongs to an integrated cross-disciplinary research to connect physiology, heredity and evolution. Cloning of the yellow-petalled genes in cabbage would provide an important reference for elucidating the genetic basis and mechanism of yellow flower formation, and guide the breeding of different flower color inbred lines and infer their evolutionary relationship.
针对花色在吸引昆虫授粉等方面的重要作用,围绕结球甘蓝与芥蓝两个变种间存在的典型花色变异这一科学问题,本项目以黄花结球甘蓝自交系YL-1、白花芥蓝自交系11-192为试材,利用超高效液相色谱和质谱法(UPLC-PDA-Q-TOF/MS)对花瓣的类胡萝卜素成分和含量进行测定;在已有遗传规律分析及精细定位的基础上,结合类胡萝卜素含量测定、重测序及基因表达结果预测候选基因;采用功能互补、CRISPR技术验证候选基因的功能,揭示黄花基因cpc-1在变种间的变异并进行变种进化分析;克隆启动子序列并进行时空表达特性分析,利用酵母双杂交技术挖掘与cpc-1基因互作的蛋白。本研究属于连接生理、遗传、进化方面的一个综合交叉学科,甘蓝黄花基因的图位克隆为解析甘蓝黄花形成的遗传基础及作用机理提供重要依据,对指导不同花色材料育种、推测它们的进化关系有重要意义。

结项摘要

针对花色在吸引昆虫授粉等方面的重要作用,围绕结球甘蓝与芥蓝两个变种间存在的典型花色变异这一科学问题。本项目利用黄花结球甘蓝自交系YL-1和白花芥蓝自交系11-192,对其花瓣的类胡萝卜素含量进行测定,发现在YL-1中显著升高;通过连锁分析,将花色基因cpc-1精细定位于207 Kb区间,并将Bol029878定为候选基因,命名为BoCCD4;通过功能互补,发现11-192的BoCCD4基因能够挽救YL-1黄花表型;通过序列分析,发现YL-1在BoCCD4编码区存在3个InDel和34个SNP;通过表达分析,发现BoCCD4仅在白花组织中表达;通过转录组分析和酵母双杂试验,挖掘到BoCCD4的3个潜在互作蛋白和2个潜在调控因子。本研究为解析甘蓝黄花形成的遗传基础及作用机理提供重要依据,对指导不同花色材料育种、推测它们的进化关系有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Insertion of a CACTA-like transposable element disrupts the function of the BoCCD4 gene in yellow-petal Chinese kale
类似 CACTA 转座元件的插入破坏了黄瓣羽衣甘蓝 BoCCD4 基因的功能
  • DOI:
    10.1007/s11032-019-1008-1
  • 发表时间:
    2019-09-01
  • 期刊:
    MOLECULAR BREEDING
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zhang, Bin;Han, Fengqing;Zhang, Yangyong
  • 通讯作者:
    Zhang, Yangyong
Map-based cloning and promoter variation analysis of the lobed leaf gene BoLMI1a in ornamental kale (Brassica oleracea L. var. acephala).
观赏羽衣甘蓝 (Brassica oleracea L. var. acephala) 分叶基因 BoLMI1a 的图位克隆和启动子变异分析
  • DOI:
    10.1186/s12870-021-03223-y
  • 发表时间:
    2021-10-06
  • 期刊:
    BMC plant biology
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Zhang B;Chen W;Li X;Ren W;Chen L;Han F;Fang Z;Yang L;Zhuang M;Lv H;Wang Y;Zhang Y
  • 通讯作者:
    Zhang Y
Organelle Comparative Genome Analysis Reveals Novel Alloplasmic Male Sterility with orf112 in Brassica oleracea L.
细胞器比较基因组分析揭示了甘蓝中 orf112 的新型异质雄性不育性。
  • DOI:
    10.3390/ijms222413230
  • 发表时间:
    2021-12-08
  • 期刊:
    International journal of molecular sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Chen L;Ren W;Zhang B;Chen W;Fang Z;Yang L;Zhuang M;Lv H;Wang Y;Ji J;Zhang Y
  • 通讯作者:
    Zhang Y
Transcriptome Analysis Reveals Key Genes and Pathways Associated with the Petal Color Formation in Cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata).
转录组分析揭示了与卷心菜(Brassica oleracea L. var.capitalata)花瓣颜色形成相关的关键基因和途径
  • DOI:
    10.3390/ijms23126656
  • 发表时间:
    2022-06-15
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Zhang, Bin;Wang, Jiao;Chen, Li;Ren, Wenjing;Han, Fengqing;Fang, Zhiyuan;Yang, Limei;Zhuang, Mu;Lv, Honghao;Wang, Yong;Ji, Jialei;Zhang, Yangyong
  • 通讯作者:
    Zhang, Yangyong
Kompetitive allele-specific PCR (KASP) genotyping and heterotic group classification of 244 inbred lines in cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata)
244 个卷心菜自交系的竞争性等位基因特异性 PCR (KASP) 基因分型和杂种优势群分类
  • DOI:
    10.1007/s10681-020-02640-8
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Euphytica
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Zhiyuan Li;Hailong Yu;Xing Li;Bin Zhang;Wenjing Ren;Xiaoping Liu;Zhiyuan Fang;Limei Yang;Mu Zhuang;Honghao Lv;Yangyong Zhang
  • 通讯作者:
    Yangyong Zhang

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其他文献

结球甘蓝自交系YL-1的高效遗传转化体系的建立及应用
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    10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0330
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
    --
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    王庆彪
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    园艺学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    庄木;李康宁;杨丽梅;程斐;方智远;刘玉梅;陈琛;孙培田;张扬勇
  • 通讯作者:
    张扬勇

其他文献

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甘蓝Ogura CMS恢复系6GH5-14基因组构成及异源片段遗传效应解析
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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