DNA甲基化和ncRNAs协同调控番茄果实中乙烯信号途径的机理研究
批准号:
32072284
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
左进华
依托单位:
学科分类:
食品贮藏与保鲜
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
左进华
中文摘要
番茄是研究果实成熟衰老的模式材料,乙烯是番茄果实成熟的启动因子,在番茄果实的成熟衰老过程中起着重要的调控作用。DNA甲基化是一种保守的表观遗传学标记,在植物的生长发育、果实成熟和环境应答的过程中起着重要的调控作用,许多非编码RNAs (ncRNAs) 也参与了番茄果实成熟衰老和乙烯信号途径的调控过程。为了研究DNA甲基化和ncRNAs的协同调控乙烯信号途径的调控功能,我们采用生物信息学和分子生物学相结合的方法,对番茄果实进行全基因组 DNA甲基化和全转录组测序,通过对DNA甲基化和ncRNAs的联合分析,建立起DNA甲基化和ncRNAs的协同调控乙烯信号途径的网络模型,并对DNA甲基化和ncRNAs协同调控乙烯生物合成和信号转导途径的功能进行验证,为进一步阐明番茄果实成熟衰老和乙烯信号途径的机理研究提供理论依据。
英文摘要
Tomato is a model system for studying fruit ripening and senescence. Ethylene is the initiating factor of fruit ripening and plays important roles in regulating the process of fruit ripening and senescence. DNA methylation is a conservative epigenetic marker, which plays an important role in plant growth and development, fruit ripening and environmental responses. Many non-coding RNAs (ncRNAs) also participate in the regulation of tomato fruit ripening and senescence and ethylene signaling pathway. In order to study the regulatory function of DNA methylation and ncRNAs in co-regulation of ethylene signaling pathway, the bioinformatics and molecular biology methods were employed to conduct genome-wide DNA methylation and whole transcriptome sequencing of tomato fruit. Through the joint analysis of DNA methylation and ncRNAs, the network model of DNA methylation and ncRNAs in co-regulation of ethylene signaling pathway would set up. The function of DNA methylation and ncRNAs in synergistic regulation of ethylene biosynthesis and signal transduction pathway would be validated to provide theoretical basis for further elucidating the mechanisms of fruit ripening and senescence and ethylene signaling pathway on tomato fruit.
番茄是研究果实成熟衰老和乙烯信号途径的模式材料,其成熟衰老是一个有序而复杂的生理生化过程,乙烯是番茄果实成熟衰老的启动因子,在番茄果实的成熟衰老过程中起着重要的调控作用,许多非编码RNAs (ncRNAs) 也参与了番茄果实成熟衰老和乙烯信号途径的调控过程。DNA甲基化是真核细胞基因组重要的修饰方式之一,在生物发育和环境应答的过程中具有重要的调控作用,可以通过与转录因子相互作用或通过改变染色质结构来影响基因的表达。本项目以野生型的番茄品种Ailsa Craig (AC) 以及成熟突变体Nr为材料,选择绿熟期与红熟期的番茄果实进行全基因组DNA甲基化和全转录组测序并进行遗传转化及功能验证。在Nr突变体中,几个m5C修饰的mRNA参与调控果实成熟,包括编码WRKY和MADS-box蛋白的mRNA。lncRNA和具有不同m5C位点的环状RNA的靶标也被发现,这些靶点包括2-alkenal reductase (AER)、soluble starch synthase 1 (SSI)、WRKY、MADS-box和Fbox/ketch-repeat protein SKIP11 (SKIP11)。综合分析5mC DNA甲基化和mRNA的变化,发现了许多差异表达的基因,其差异甲基化区域编码与乙烯生物合成和信号转导相关的转录因子和关键酶,包括ERF084,EIN3,AP2/ERF,ACO5,ACS7和AP2/ERF。研究建立了番茄果实成熟过程中DNA甲基化和lncRNAs和miRNAs协同调控乙烯信号途径的网络模型。通过构建lncRNAs和miRNAs过表达载体,进行lncRNAs和miRNAs的遗传转化与分子鉴定,成功培育lncRNAs和miRNAs过表达转基因株系,验证了lncRNAs和miRNAs调控乙烯信号途径的靶基因,为进一步明确ncRNA参与番茄乙烯信号途径的机理研究提供理论依据。
番茄果实中乙烯相关circRNAs的分离及其与miRNAs的协同调控功能研究
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批准号:31772022
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:左进华
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依托单位:
番茄乙烯信号转录因子LeERF1相关small RNAs的分离及其调控机理研究
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批准号:31401536
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2014
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负责人:左进华
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依托单位:
国内基金
海外基金