课题基金 / 基金详情

谷子粳糯性相关的microRNA及其靶基因鉴定与功能分析

批准号:
32060509
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
郭世华
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:
郭世华

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
谷子是我国的特色作物。提高品质一直是谷子育种的主要目标,而胚乳粳糯性是构成食味品质的关键因素。国内在谷子突变体研究、杂优利用、功能基因组、基因组测序与注释、Waxy基因等位变异、胚乳形成期转录组测序等方面进行了相关研究,但未见有关灌浆期籽粒小RNA和降解组测序分析及其应用于品质育种的报道。本项目以糯质公谷68和非糯品种赤谷4号为材料,自抽穗第12d-42d检测GBSSI和SBE的活性变化,利用小RNA和降解组测序,筛选保守miRNA和新的特异miRNA,鉴定特异miRNA序列靶基因转录本;利用转录组-小RNA-降解组关联分析,整合差异表达mRNA-miRNA表达谱,分析不同比较组miRNA和靶基因GO、KEGG富集性和网络调控;用qRT-PCR验证显著差异表达miRNA靶基因;借助于靶基因克隆、表达载体构建和遗传转化,初步探明差异靶基因的功能,为谷子食味品质改良提供参考依据。
英文摘要
Foxtail millet is Chinese special crop. Increase quality is main objective of foxtail millet breeding, no-waxy and waxy endosperm are the key factors of eating quality in millet. Mutant study, heterosis utilization, functional genome, genome sequencing and comments, waxy gene allelic variation and transcriptome sequencing during endosperm formation were studied in foxtail millet, but not reported on grain small RNA sequencing and degradome analysis applied to millet quality breeding in grouting. In this project, Gonggu68 and Chigu4, which have significant difference in amylose content, will be used to detect GBSSI and SBE activity of immatured seeds from 12 to 42 days after head sprouting. Conserved miRNAs, new specific miRNAs, target gene transcripts of specific miRNA sequences will be identified by small RNA and degradome sequencing analysis. Expression profile of differentially expressed mRNA-miRNA will be integrated. GO, KEGG enrichment andnetwork regulation of miRNA and their targets will be analyzed by transcriptome-small RNA-degradome combined analysis in different comparison groups. Verify the differential expressed miRNA targets using fluorescence quantitative RT-PCR. Preliminary clear function of different targets by using gene clone, expression vector construction and genetic transformation, so as to provide reference for millet eating quality improvement.
谷子是我国的特色作物。提高品质一直是谷子育种的主要目标,而胚乳粳糯性是构成食味品质的关键因素。本项目以糯质猫爪粘和非糯品种赤谷4号为亲本构建RIL群体,利用后代中的极端材料进行表型、转录组、miRNA及降解组分析,结果表明,(1)糯性材料和非糯材料淀粉含量均在700mg/g左右,非糯材料直链淀粉含量显著高于糯性材料。赤谷4×猫爪粘杂交F1代均表现为非糯,F2代产生显著分离,非糯与糯性材料分离比例约为3:1。(2) RIL群体极端糯质与非糯材料的转录组分析表明,籽粒灌浆过程中淀粉合成的调控主要在花后15-35天,1,4-α-葡聚糖分支酶(GBE) ,颗粒结合淀粉合酶(GBSS) ,可溶性淀粉合酶1(SSI)和蔗糖合酶1(SUSI)表达趋势相似,在整个灌浆期呈先升高后降低的趋势。籽粒灌浆过程中淀粉合成的调控主要在花后15-35天;糯谷子和非糯谷子之间的与淀粉合成相关的差异表达基因的表达量差异显著,尤其是GBSS。(3) 在整个籽粒发育过程中,GBSS 在灌浆期第15天表达量最高,在灌浆期第1天表达量最低,在灌浆期第15天和灌浆期第35天非糯谷子中的表达量显著高于糯谷子;在灌浆第1、15和35天,非糯与糯性材料相比,上调的差异表达miRNA依次分别为15个、13个和56个,下调的差异表达miRNA依次分别为11个、20个和34个。(4) 转录组、miRNA和降解组测序联合分析表明,fve-miR396e_L-1R+1靶向GBSS,mtr-miR162靶向GBE,PC-5p-221_23413靶向SSII,ptc-miR169i_R+2_1ss21GA靶向NF-YA1 (Seita. 9G129400)基因调控胚乳淀粉的合成,揭示miRNA介导的籽粒胚乳发育过程中淀粉合成的调控机制。(5) 将候选序列连接到pRHVcGFP载体上,获得融合表达载体。获得fve-miR396e_L-1R 1、PC-5p-221_23413、ptc-miR169i_R 2_1ss21GA等3个候选miRNA的转化植株,用hpt基因的特异引物对18株GFP-fve、21株GFP-pc和20株GFP-ptc转化植株进行PCR检测,依次分别检测到3株、7株和4株转基因阳性植株。本研究有助于完善谷子糯性形成相关理论基础,同时为谷子品质育种奠定理论基础。
粳糯谷子waxy基因启动子载体构建及胚乳瞬时表达分析
  • 批准号:
    31860409
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    36.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    郭世华
  • 依托单位:
糯谷和粳谷胚乳淀粉合成酶活性及其转录组分析与验证
  • 批准号:
    31560394
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    郭世华
  • 依托单位:
谷子Waxy基因等位变异及对蒸煮食味品质的影响
  • 批准号:
    31260328
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    郭世华
  • 依托单位:
内蒙古春小麦籽粒硬度STS分子标记及其辅助选择
  • 批准号:
    30460067
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    郭世华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金