拟南芥ROFL1调控花序分生组织的发育和花序结构的研究
批准号:
32070199
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
苏英华
依托单位:
学科分类:
植物生殖与发育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏英华
中文摘要
不同种类植物的花序结构形态各异,既体现出开花植物的多样性,又表现了植物物种演化的多态性。花序的结构对作物产量也具有深远影响。但植物花序发育的调控机理目前仍不十分清楚。项目前期鉴定到一个在拟南芥花序中高表达的基因,该基因编码26S蛋白酶体的亚基,其功能缺失导致花序形态从十字花科植物的无限总状花序突变为茄科植物的有限聚伞花序。遗传分析显示,该基因影响花序分生组织决定基因TFL1的甲基化并调控其转录表达。因此将其命名为REGULATOR OF TFL1(ROFL1)。本项目拟深入研究ROFL1调节TFL1基因甲基化的遗传机制,建立ROFL1介导泛素蛋白酶体途径调控花序发育的分子遗传网络,并解析ROFL1调节十字花科和茄科植物花序结构变异的遗传基础。研究结果将为阐明植物花序分生组织的发育和花序结构调控的分子机制提供重要信息,并为生产上通过调节花序结构而提高作物产量提供重要的理论指导。
英文摘要
Flowering plants display an enormous morphological diversity of the inflorescence architectures, depending on the number of flowers that are formed and the position where flowers are initiated on the inflorescence axis. The development of inflorescence architectures has important effects on fruits and seeds production, and crop yield. However, a little is known on molecular mechanisms of the inflorescence development in plants. Based on the previous study, we identified a highly expressed gene in the inflorescences of Arabidopsis. This gene encodes a subunit of 26S proteasome, mutation of which results in the changes of the inflorescence architectures from the racemes of Brassicaceae into the cymes of Solanaceae, suggesting that it acts as a key regulator of the inflorescence development. Furthermore, the loss-of-function of this gene involves in the specific downregulation of the expression of inflorescence meristem identity gene TFL1 mediated by DNA hypermethylation. Thus, this gene is named as REGULATOR OF TFL1 (ROFL1). In this study, we will analyze the molecular mechanisms of ROFL1 acting in the regulation of DNA methylation in TFL1. We will establish a genetic and molecular framework of ROFL1-mediated ubiquitin–proteasome degradation for controlling inflorescence architectures in Arabidopsis. We will further prove that ROFL1 acts as a conservative factor that is responsible for the divergence of inflorescence architectures between Brassicaceae and Solanaceae. The results will provide the important information to understand the mechanisms of inflorescence architecture regulation and to improve crop yield.
植物花序的结构由花序分生组织的活性决定,并受环境因素相关的遗传途径的控制。在拟南芥中,TFL1基因在花序分生组织中表达并负责维持花序的无限生长,LFY基因在花序分生组织侧面的花分生组织中表达并激活花的分化发育。在本研究中,我们解释了拟南芥花序的无限生长是如何决定的。我们发现拟南芥26S蛋白酶体亚基ROFL1对于无限花序结构的维持是必需的。ROFL1基因突变导致花序分生组织中TFL1基因表达水平降低而LFY基因表达发生异位,最终花序发育成“之”字形有限花序。在野生型花序中,ROFL1能够促进DNA甲基转移酶MET1的降解,确保TFL1基因上游调控区域的低甲基化水平,进而维持TFL1的高水平表达。总的来说,我们的研究结果提出了一个综合模型来解释蛋白酶体水解活性如何通过表观遗传途径调控TFL1基因表达的平衡,最终调控拟南芥无限花序的结构,为茎端干细胞调控的研究提供了新的信息。
DNA甲基化调控植物细胞全能性表达的机理研究
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:54万元
-
批准年份:2022
-
负责人:苏英华
-
依托单位:
AGO4介导的DNA甲基化等表观遗传途径调控拟南芥体细胞胚胎发生中全能性胚胎干细胞形成的机理研究
-
批准号:31872669
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2018
-
负责人:苏英华
-
依托单位:
拟南芥SSR1调控种子大小的分子机理研究
-
批准号:31670320
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:62.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:苏英华
-
依托单位:
乙烯调控植物离体器官再生的机理研究
-
批准号:31170272
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2011
-
负责人:苏英华
-
依托单位:
植物干细胞分化过程中细胞骨架作用机理的研究
-
批准号:31000652
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:苏英华
-
依托单位:
国内基金
海外基金