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黄瓜长下胚轴基因lh1的图位克隆及其与短下胚轴基因sh1的互作研究

批准号:
31701929
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
薄凯亮
学科分类:
蔬菜与瓜果生长发育
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
潘玉朋、史利雪、王小荟、司志远

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
苗期徒长是黄瓜育苗过程中的常见难题,其直接原因是下胚轴的快速伸长。因此,了解下胚轴伸长的调控基因及其互作关系,对于解决黄瓜的苗期徒长具有十分重要的理论和实际意义。本项目以长下胚轴突变体149L、短下胚轴突变体西双版纳黄瓜以及两者的双突变体为研究材料,表型鉴定发现,双突变体的下胚轴长度和149L一致,这就说明长下胚轴基因lh1对短下胚轴基因sh1具有上位效应。我们在前期研究中已经成功克隆了短下胚轴基因sh1,并初步构建了sh1调控下胚轴伸长的基因网络模型。在此基础上,本项目将对长下胚轴基因lh1进行图位克隆,并采用qPCR、序列多样性分析、表达谱分析和基因互作分析等技术,构建lh1和sh1共同调控黄瓜下胚轴伸长的基因互作网络模型。该研究结果将为黄瓜的耐徒长育种提供直接可用的目标基因(分子标记)。同时,也将丰富人们对于下胚轴伸长理论的认识。
英文摘要
Leggy seedling is a common problem during the cucumber seedling production, which is caused by the hypocotyl fast elongation directly. Thus, understand the gene regulation and gene interaction during hypocotyl elongation will be very useful for us to solve this problem. Long hypocotyl mutant 149L, short hypocotyl mutant Xishuangbanna cucumber and the double mutant were used in this project, we found that the hypocotyl length of double mutant is the same with 149L, which means lh1 gene has an epistasis to sh1 gene. We already cloned the sh1 gene and build a gene network model of sh1 regulate the cucumber hypocotyl elongation. Based on these results, we will clone the lh1 gene and use qPCR analysis, gene sequence diversity analysis, gene expression profiling analysis and gene interaction analysis to build a gene interaction network model of the lh1 and sh1 regulate cucumber hypocotyl elongation together. The research result of the project will supply direct usable target gene (molecular marker) for the leggy tolerance breeding in cucumber. At the same time, it will also enrich our understanding on the hypocotyl elongation theory.
下胚轴伸长是黄瓜苗期徒长的直接原因,苗期徒长已成为黄瓜工厂化育苗的制约因素。本研究以长下胚轴突变体149L和短下胚轴突变体西双版纳黄瓜为材料,对长下胚轴基因lh1进行精细定位、图位克隆并分析其序列差异;观察不同光质单色光对野生型和突变体下胚轴伸长的影响;通过荧光定量PCR和mRNA原位杂交技术分析lh1基因的表达模式;利用酵母双杂交、双分子荧光互补、萤火虫荧光素酶互补成像技术、酵母单杂交、双荧光素酶分析等技术手段研究lh1基因与CsUVR8和CsPIFs之间的互作调控关系。通过本项目的研究,我们发现lh1基因编码一个PhyB蛋白,它在长下胚轴突变体的第一个外显子上发生了7个碱基的丢失,导致其功能丧失,基于此开发了功能型Indel标记;发现长下胚轴突变体在红光、远红光、低剂量UVB、白光(无UVB)以及黑暗等条件下,均表现出相同长度的下胚轴,说明该长下胚轴突变体对上述光线不敏感;发现lh1基因(CsPhyB)在野生型和lh1突变体中的表达水平相似,无显著差异,同时利用mRNA原位杂交技术在SAM中也未检测到CsPhyB的信号,这一结果同基因表达结果相一致;证明了光敏色素相互作用因子(PIF)CsPIF4与CsPhyB和CsUVR8在物理上相互作用,并且连接了下胚轴伸长对红光/远红光以及UV-B的响应;提出了CsPhyB-CsPIF1b和CsPIF3-CsARF18两个模块通过调控GA和生长素的生物合成来介导下胚轴伸长;发现了CsUVR8-CsPIF4介导的UV-B诱导的下胚轴生长抑制,但这与CsUVR8-CsCOP1-CsHY5途径无关。研究成果不仅丰富了我们对于蔬菜作物下胚轴伸长的理论认识,同时可为培育耐徒长黄瓜新品种提供直接的分子标记,加速育种进程。
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DOI: --
发表时间: 2020
期刊: 中国农业科学
影响因子: --
作者: [蔡和序, 薄凯亮, 周琪, 苗晗, 董邵云, 顾兴芳, 张圣平]
通讯作者: 张圣平
强光介导下CpDll基因参与调控美洲南瓜叶缘裂刻形成的分子机制
黄瓜抗CMV主效基因CMV6.1的图位克隆及功能解析
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