Ghd7基因参与优良杂交稻单亲基因表达调控的分子机理研究
批准号:
32072044
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
邵林
依托单位:
学科分类:
作物基因组及遗传学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邵林
中文摘要
杂种优势的利用极大的提高了全球作物产量。杂种优势机理的解析一直是生命科学领域研究的热点和挑战。科学家们从遗传学角度研究杂种优势已经有一百多年。近些年来,随着高通量测序技术的发展和应用,杂种优势的基因组学基础已经被初步阐明。单亲表达基因是指只在一个亲本和杂种中表达,而在另一个亲本中不表达的基因。杂种中的单亲表达基因形成互补性,可能产生优势,但是机理仍不清楚。本研究以优良杂交稻汕优63为研究对象,利用RNA-seq数据结合两亲本的高质量参考基因组,鉴定单亲表达基因和表达模式,构建共表达网络,以参与水稻光周期调控开花的重要因子Ghd7为例,筛选单亲表达基因Ghd7的调控网络,并且验证其调控靶基因和互作蛋白,解析Ghd7调控水稻产量性状的分子机理,并且初步阐明单亲表达基因的互补性对于杂种优势的影响,为杂种优势利用开拓思路。
英文摘要
Utilization of heterosis has greatly elevated crop productivity globally. Elucidation of biological mechanism of heterosis remains a hot topic and challenge among life science fields. The genetic basis of heterosis has been studied for over one hundred years. With the development and application of high-throughput sequencing technologies, the genomic basis of heterosis was elucidated preliminarily. Single-parent expression represents genes express only in one parent and hybrid but not in the other parent. In hybrid, single-parent expression gives rise to complementation that may contribute to heterosis; however, the mechanism involved remains elusive. In this proposal, we conceive to align RNA-seq data with two parental high-quality reference genomes, identify single-parent expression and expression patterns, and construct co-expression networks, using an elite hybrid Shanyou 63 as a model. Ghd7, showing single-parent expression in Shanyou 63, plays a vital role in photoperiodic flowering in rice. We screen Ghd7-involved co-expression network and verify its targeted genes and interacting proteins. We anticipate that this proposed study will illustrate the molecular mechanism of Ghd7 regulating yield traits in rice, and preliminarily advance our understanding of how complementation contributes to heterosis. It is also expected that the outcome of the project will provide useful information for further applications in heterosis breeding.
杂种优势的利用极大的提高了作物产量。互补性是杂种优势形成的原因之一,单亲表达是互补性的体现。单亲表达是指杂种中只表达来源一个亲本的等位基因,而另一个亲本的等位基因不表达。水稻光周期调控开花关键因子Ghd7具有一因多效,同时调控株高、抽穗期和穗粒数,并且参与杂种优势的形成,但是机理尚不清楚。汕优63是我国推广面积最大的优良杂交稻品种,以汕优63及其亲本为研究材料,鉴定单亲表达基因,以单亲表达基因Ghd7参与调控产量性状的分子机理为研究目标,有助于解析互补性对杂种优势形成的机理。本项目在执行过程中,受到主观和客观因素影响,按照技术路线完成不大部分内容,同时还有多个新发现,值得深入研究。这些内容包括:(1)Ghd7可能通过参与茉莉酸代谢途径调控水稻株高和根长;(2)冷胁迫核心转录因子DREB/CBF家族可能通过直接调控Ghd7的转录来调控水稻抽穗期;(3)盐胁迫重要因子DSK2a可能通过泛素化修饰Ghd7,激活26S蛋白酶体系统降解Ghd7,调控水稻抽穗期。目前这些研究内容都已经深入开展,期待近期有满意的成果。
水稻控制分蘖角度主效基因TAC1参与杂种优势形成的分子机理研究
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批准号:--
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:33万元
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批准年份:2022
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负责人:邵林
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依托单位:
国内基金
海外基金