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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
结题报告
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
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
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
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