C2H2锌指蛋白PTR调控番茄果实成熟的分子机理解析
批准号:
32072595
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张俊红
依托单位:
学科分类:
蔬菜与瓜果生长发育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张俊红
中文摘要
C2H2型锌指蛋白是真核生物基因组分布最广泛且研究最为深入的一类锌指蛋白,它广泛参与植物的生长发育和非生物逆境胁迫。然而到目前为止,鲜有关于C2H2型锌指蛋白调控果实成熟的报道。前期研究中,项目组克隆了番茄果尖形成调控基因PT,PT属于C2H2型锌指蛋白,其等位基因PTR参与了番茄果实成熟进程的调控,过表达PTR导致番茄果实早熟,乙烯释放高峰和类胡萝卜素的积累均提前。本项目拟在前期工作的基础上,解析PTR调控番茄果实成熟的物质代谢基础,明确PTR调控成熟的关键步骤和基因,发掘PTR关键互作蛋白和调控的下游靶基因,验证关键互作蛋白和靶基因的生物学功能,明确PTR和PTH在番茄果实成熟调控方面功能差异的分子基础,并通过多突变体构建探索PTR与已知成熟调控因子的遗传关系,最终阐明PTR调控番茄果实成熟的分子机制,丰富植物果实成熟的调控网络,为植物果实成熟品质调控和货架寿命延长的应用研究奠定基础。
英文摘要
As the most widely distributed and well-studied Zinc Finger proteins in eukaryotic genomes, C2H2 Zinc Finger proteins extensively involve in the process of plant growth and development and response to abiotic stress. But there are few reports on the function analysis of C2H2 Zinc Finger protein in fruit ripening till now. In previous study, we cloned a C2H2 Zinc Finger protein PT which regulates the pointed tip phenotype of tomato fruit, and we found that PT has two alleles in the nature, PTH and PTR, and PTR underlies the mature process of tomato fruit. Overexpression of PTR caused the advanced peak of ethylene release and accumulation of carotenoid, accompanied with the premature maturity of tomato fruit. Based on these, our project aims to analyze the material metabolism basis of PTR regulating tomato fruit maturity, to find out the critical steps and genes regulated by PTR, to explore the downstream target genes and interacting proteins of PTR and verify their biological functions, to make clear the molecular basis of allele PTR and PTH in tomato fruit ripening regulation, and to construct the multiple mutants on PTR and other known maturation regulator to analyze the genetic relationship between them. Finally, this project would clarify the molecular mechanism of PTR in regulating tomato fruit ripening and supplement the regulation network of plant fruit development and maturity regulatory, which will provide the theoretical basis for quality improvement and shelf life extensive of tomato fruit.
C2H2型锌指蛋白是真核生物基因组分布最广泛且研究最为深入的一类锌指蛋白,它广泛参与植物的生长发育和非生物逆境胁迫。然而到目前为止,鲜有关于C2H2型锌指蛋白调控果实成熟的报道。项目组对包含野生、樱桃、栽培的311份番茄种质进行表型调查,结合重测序数据进行全基因组关联分析,进一步通过TS-9与LA4053 的F2群体BSA连锁分析,在第五号染色体上定位克隆了番茄果实成熟控制基因PT。对PT进行分析,发现外显子上单碱基的突变导致氨基酸的变异,形成两种不同的等位基因PTH和PTR。进一步预测,发现PTH包含三个C2H2保守域,而PTR包含两个C2H2保守域。C2H2保守域数目的不同,可能导致其对下游基因的调控出现差异。PT功能缺失型调控番茄果尖的形成,PTH是功能型等位型,使得番茄没有果尖;PTR是部分功能缺失型等位型,正调控番茄果实的成熟。和PTR相比,PTH以更高的亲和性直接结合FUL2的启动子负调控FUL2的转录,敲除PTH解除PTH对FUL2的抑制作用,促进生长素的运输,从而调控番茄果尖的形成;另一方面,和PTH相比,PTR以更高的亲和性直接结合ACO1的启动子正调控ACO1的转录,促进乙烯的合成,从而调控番茄果实的成熟。此外,PTR等位基因在番茄驯化的过程中被选择。本项目的开展有助于丰富植物果实成熟的调控网络,为植物果实成熟品质调控和货架寿命延长的应用研究奠定基础。项目执行以来,共培养研究生5人,其中博士研究生2人,硕士研究生2人,有1名硕士研究生进入到博士研究生阶段学习。共发表标注本项目资助的SCI论文7篇。
高色素基因SlCOL1调控番茄果实叶绿体发育的机理解析
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批准号:31772317
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2017
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负责人:张俊红
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依托单位:
核转录因子NF-YB1调控番茄果实色泽形成的机制研究
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批准号:31471888
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项目类别:面上项目
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2014
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负责人:张俊红
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依托单位:
滞绿基因SlSGR1调控番茄果实类胡萝卜素积累的机理解析
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批准号:31272182
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:张俊红
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依托单位:
调控番茄果实发育Aux/IAA基因的克隆与鉴定
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批准号:30800755
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2008
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负责人:张俊红
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依托单位:
国内基金
海外基金