qLGY3控制水稻粒长和提高产量的分子机制研究
批准号:
91335207
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
300.0 万元
负责人:
傅向东
依托单位:
学科分类:
作物育种学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘倩、王少奎、孙红荧、韩瑞玺、王拴锁、王弋、孙雪源
中文摘要
增加千粒重是实现水稻高产育种的有效途径之一。然而,水稻籽粒大小(粒长和粒宽)是受多基因和环境影响的复杂数量性状,其分子调控机制目前仍不很清楚。利用细长粒型的美国水稻品种L204构建的CSSL群体,QTL分析检测到了一个与细长粒型和产量增加相关的主效QTL:qLGY3(Long grain and high yield)。通过图位克隆获得了候选基因LGY3,发现LGY3蛋白能与水稻高产dep1基因编码蛋白互作。在此基础上,本项目拟利用RNA-seq分析LGY3可能调控的下游基因;分析LGY3与其它粒型基因(如GS3和GW8等)之间的遗传互作关系;鉴定LGY3互作蛋白并研究其生物学功能;重点解析dep1和LGY3蛋白互作协同提高穗粒数和千粒重的分子机制,为水稻高产分子设计育种奠定理论基础。
英文摘要
Rice yield traits consist of three key components, including tiller number per plant, grain number per panicle and grain weight, which are controlled by quantitative trait loci. Recently, we identified a major QTL,qLGY3, which was related to long slender grain and high yield on the chromosome 3 in rice. In this proposal, we will isolate the LGY3 gene through map-based cloning and analyze the molecular characterization of LGY3 and its regulatory networks using RNA-seq technology. Furthermore, we will identify the LGY3-interacting proteins via yeast-two hybrid screening. More importally, the molecular function of the interaction between DEP1 and LGY3 protein will be analyzed in-depth.
直立密穗基因dep1已在我国水稻高产育种中发挥了重要作用,它能促进穗粒数增加,但却使籽粒变小。目前人们对水稻穗粒数和千粒重负相关的分子调控机制的认识还非常有限。本项目利用携带dep1高产水稻品种与长粒型热带粳稻品种L204杂交所构建的CSSL和RIL群体, QTL分析定位到了3个能抑制dep1短粒表型的粒长QTL。图位克隆技术和遗传互作实验证实了GW7基因编码TRM蛋白, GW7基因高表达能促进纵向细胞分裂和抑制横向细胞分裂,使得让稻米变得更为细长,并提高稻米在外观品质。研究发现转录因子OsSPL16能够直接结合到GW7基因的启动子并抑制基因表达,利用OsSPL16-GW7分子模块可实现产量不减的基础上显著提升稻米品质。另外,LGY3基因编码一个转录因子。lgy3是由于ORF区的一个碱基变化造成了37氨基酸缺失突变导致,它能促进细胞分裂,导致籽粒变长和粒重增加。田间测产实验表明dep1和lgy3聚合能在dep1增产的基础之上再增产约10%。LGY3蛋白能与水稻Gβ亚基和所有Gγ亚基互作,RNA-seq和转录激活实验研究证实DEP1和GS3蛋白作为转录因子LGY3蛋白的co-factor,增强LGY3转录活性,促进下游靶基因表达,进而调控水稻种子大小。这些研究结果为解析G蛋白信号途径调控水稻穗粒数和种子大小的分子调控机制研究提供了新线索。
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Heterotrimeric G proteins regulate nitrogen-use efficiency in rice
异三聚体 G 蛋白调节水稻的氮利用效率
DOI:
10.1038/ng.2958
发表时间:
2014-06-01
期刊:
NATURE GENETICS
影响因子:
30.8
作者:
[Sun, Hongying, Qian, Qian, Fu, Xiangdong]
通讯作者:
Fu, Xiangdong
The OsSPL16-GW7 regulatory module determines grain shape and simultaneously improves rice yield and grain quality
OsSPL16-GW7调控模块决定谷物形状,同时提高水稻产量和谷物品质
DOI:
10.1038/ng.3352
发表时间:
2015-08-01
期刊:
NATURE GENETICS
影响因子:
30.8
作者:
[Wang, Shaokui, Li, Shan, Fu, Xiangdong]
通讯作者:
Fu, Xiangdong
DOI:
10.1016/j.pbi.2014.06.010
发表时间:
2014-10
期刊:
Current opinion in plant biology
影响因子:
9.5
作者:
[Hao Xu;Qian Liu;Tao Yao;Xiangdong Fu]
通讯作者:
Hao Xu;Qian Liu;Tao Yao;Xiangdong Fu
Regulation of OsmiR156h through Alternative Polyadenylation Improves Grain Yield in Rice.
通过选择性多聚腺苷酸化调节 OsmiR156h 可提高水稻产量
DOI:
10.1371/journal.pone.0126154
发表时间:
2015
期刊:
PloS one
影响因子:
3.7
作者:
[Zhao M, Liu B, Wu K, Ye Y, Huang S, Wang S, Wang Y, Han R, Liu Q, Fu X, Wu Y]
通讯作者:
Wu Y
赤霉素信号传导新机制提高“绿色革命”品种产量和氮肥利用效率研究
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批准号:--
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:268万元
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批准年份:2020
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负责人:傅向东
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依托单位:
小麦基因组互作的遗传与表观遗传学基础
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批准号:31921005
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项目类别:创新研究群体项目
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资助金额:1000万元
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批准年份:2019
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负责人:傅向东
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依托单位:
G蛋白信号转导途径及其提高水稻氮肥利用效率的分子机制解析
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批准号:31830082
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项目类别:重点项目
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资助金额:293.0万元
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批准年份:2018
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负责人:傅向东
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依托单位:
控制水稻粒重关键基因及其遗传调控网络解析
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批准号:91635302
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:900.0万元
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批准年份:2016
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负责人:傅向东
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依托单位:
DEP1控制水稻茎端分生组织活性和产量的分子机制研究
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批准号:31130070
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项目类别:重点项目
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资助金额:320.0万元
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批准年份:2011
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负责人:傅向东
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依托单位:
赤霉素与生长素互作调控拟南芥根生长发育的分子机制研究
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批准号:91117015
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:155.0万元
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批准年份:2011
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负责人:傅向东
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依托单位:
大麦dwarf2基因在赤霉素信号传导中的功能研究
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批准号:30771164
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2007
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负责人:傅向东
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依托单位:
赤霉素调控植物开花及其信号传递的分子机制研究
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批准号:90717008
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:140.0万元
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批准年份:2007
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负责人:傅向东
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依托单位:
赤霉素与生长素相互作用调控DELLA蛋白降解的分子机理研究
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批准号:30630009
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项目类别:重点项目
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资助金额:135.0万元
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批准年份:2006
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负责人:傅向东
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依托单位:
国内基金
海外基金