砧用南瓜盐胁迫响应基因表达谱分析及重要耐盐基因鉴定
批准号:
31172000
项目类别:
面上项目
资助金额:
52.0 万元
负责人:
别之龙
依托单位:
学科分类:
C1508.茶学
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄远、孔秋生、甄爱、刘志雄、雷波、谢俊俊、李琦、郭静、牛庆伟
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中文摘要
项目组前期研究发现,采用耐盐南瓜嫁接可显著提高黄瓜的耐盐性,嫁接植株的耐盐能力主要取决于南瓜砧木。本项目以筛选出的盐敏感和耐盐砧用南瓜为材料,构建盐胁迫下的4种SSH文库;利用cDNA芯片杂交筛选盐胁迫响应差异表达的EST,对差异表达克隆测序,进行生物信息学分析,筛选耐盐候选相关基因,通过定量RT- PCR验证其盐胁迫响应特征;采用RNA原位杂交研究耐盐基因在南瓜砧木根系不同组织中的表达,使用X-射线微区分析技术检测Na+的分布;利用RACE技术克隆耐盐重要候选基因全长cDNA;采用酵母互补实验进行功能验证;将GFP和GUS作为报告基因分别研究亚细胞定位和组织表达;构建重要耐盐候选基因的超表达和RNAi表达载体,转化南瓜获得转基因植株并对其进行耐盐性鉴定。本项目完成后可获得砧用南瓜耐盐重要基因,解析砧用南瓜耐盐分子机制,为进一步揭示耐盐砧木嫁接提高黄瓜耐盐的分子机制奠定基础。
英文摘要
项目组前期研究发现,采用耐盐南瓜嫁接可显著提高黄瓜的耐盐性,嫁接植株的耐盐能力主要取决于南瓜砧木。本项目以对Na+积累具有差异的南瓜品系N12和N15为材料,分析了NaCl胁迫下两个南瓜材料不同部位对Na+积累的差异;采用高通量测序技术对盐胁迫4小时的材料进行转录组、表达谱和小RNA测序,通过基因表达分析验证筛选候选耐盐基因,并对其进行功能验证。结果发现两个南瓜材料在Na+积累模式上具有较大差异,N12在地上部积累Na+,而N15在地下部积累Na+。采用非损伤微测技术(NMT)分析了两个南瓜材料不同部位Na+的净流速,表明N12通过将Na+限制在叶脉中,减少其向叶肉的运输来降低对叶肉细胞的伤害,基因表达分析表明这一过程主要由叶脉中HKT1的大量表达来完成。表达谱测序结果显示钙调蛋白、多种激素和转录因子以及热激蛋白等参与了南瓜对NaCl胁迫的早期应答。小RNA测序发现部分差异表达的miRNAs的靶基因为盐胁迫响应基因。对叶片ABA含量和光合参数的分析表明NaCl胁迫后N12叶片中ABA含量快速上升,气孔迅速关闭,从而减少了对光合组织的损伤,能更好适应NaCl胁迫。qRT-PCR的分析表明耐盐候选基因CmNAC1不仅受到NaCl胁迫诱导,而且响应干旱和低温胁迫,受ABA、H2O2诱导,GA对其有抑制作用。拟南芥超表达CmNAC1后NaCl胁迫耐受性显著提高,其ABA合成关键基因NCED3、ROS标记基因ZAT10、ZAT12相比野生型有更高的表达量。综述所述,本研究从生理、组学、基因表达、分子等各个方面、不同层次综合解释了南瓜适应盐胁迫的机制,为进一步深入解析南瓜耐盐的分子机制奠定了基础。
期刊论文列表
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Reciprocal grafting between cucumber and pumpkin demonstrates the roles of the rootstock in the determination of cucumber salt tolerance and sodium accumulation
黄瓜和南瓜之间的相互嫁接证明了砧木在黄瓜耐盐性和钠积累的测定中的作用
DOI:10.1016/j.scienta.2012.04.018
发表时间:2013-01-04
期刊:SCIENTIA HORTICULTURAE
影响因子:4.3
作者:Huang, Yuan;Bie, Zhilong;Wang, Baitian
通讯作者:Wang, Baitian
DOI:10.1007/s10535-013-0349-6
发表时间:2014-03
期刊:Biologia Plantarum
影响因子:1.5
作者:B. Lei;Y. Huang;J. J. Xie-J.;Z. X. Liu;A. Zhen;M. Fan;Z. Bie
通讯作者:B. Lei;Y. Huang;J. J. Xie-J.;Z. X. Liu;A. Zhen;M. Fan;Z. Bie
Scanning ion-selective electrode technique and X-ray microanalysis provide direct evidence of contrasting Na+ transport ability from root to shoot in salt-sensitive cucumber and salt-tolerant pumpkin under NaCl stress
扫描离子选择电极技术和 X 射线微量分析提供了盐敏感黄瓜和耐盐南瓜在 NaCl 胁迫下从根到地上部 Na 转运能力对比的直接证据
DOI:10.1111/ppl.12223
发表时间:2014-12-01
期刊:PHYSIOLOGIA PLANTARUM
影响因子:6.4
作者:Lei, Bo;Huang, Yuan;Bie, Zhilong
通讯作者:Bie, Zhilong
High Throughput Sequencing of Small RNAs in the Two Cucurbita Germplasm with Different Sodium Accumulation Patterns Identifies Novel MicroRNAs Involved in Salt Stress Response.
对具有不同钠积累模式的两种葫芦种质中的小 RNA 进行高通量测序,鉴定出参与盐胁迫响应的新型 MicroRNA
DOI:10.1371/journal.pone.0127412
发表时间:2015
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Xie J;Lei B;Niu M;Huang Y;Kong Q;Bie Z
通讯作者:Bie Z
Rootstocks improve cucumber photosynthesis through nitrogen metabolism regulation under salt stress
盐胁迫下砧木通过调节氮代谢提高黄瓜光合作用
DOI:10.1007/s11738-013-1262-5
发表时间:2013-07-01
期刊:ACTA PHYSIOLOGIAE PLANTARUM
影响因子:2.6
作者:Liu, Zhixiong;Bie, Zhilong;Lei, Bo
通讯作者:Lei, Bo
南瓜CmoNAC1调控嫁接黄瓜耐盐性的分子机制
- 批准号:32372794
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
CBL-CIPK1调控嫁接黄瓜RBOHD产生H2O2和耐盐性的机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
砧用南瓜CmHKT1基因功能分析及其在嫁接黄瓜耐盐中的分子机理研究
- 批准号:31772357
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
H2O2调控嫁接黄瓜耐盐性的信号途径研究
- 批准号:31572168
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
耐盐南瓜砧木嫁接限制NaCl胁迫下Na+向黄瓜接穗运输的细胞与分子机制
- 批准号:31372110
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
NaCl胁迫对黄瓜幼苗PSⅡ功能和CO2同化的作用机制及嫁接调控
- 批准号:30871738
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:33.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
设施生菜生长模型的建立与优化研究
- 批准号:30500346
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:8.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:别之龙
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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