甜瓜CmERECTA基因调控短蔓形成的分子机理研究
批准号:
32072600
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
朱华玉
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:
朱华玉
中文摘要
短蔓甜瓜适宜密植,能有效提高土地利用率和产量,而且能节约劳动力,降低生产成本,适应未来轻简化栽培的需求。解析甜瓜短蔓形成的遗传调控网络与分子机理是选育短蔓品种的基础和前提,但目前甜瓜上鉴定的短蔓基因较少,短蔓相关基因克隆进展缓慢,迄今有关甜瓜短蔓形成的分子机制尚不清楚。我们前期通过图位克隆的方法在甜瓜上分离到一个短蔓基因,它编码一个ERECTA类蛋白激酶。本项目拟通过过表达和基因敲除等手段进一步验证CmERECTA基因的功能,然后比较野生型材料和其Cmerecta基因近等基因系在激素、转录组和蛋白质组水平上的差异,从中挖掘甜瓜短蔓形成调控网络中的关键因子;通过酵母单杂交鉴定CmERECTA基因的上游调控因子和酵母双杂交鉴定CmERECTA互作蛋白,最终揭示CmERECTA基因调控甜瓜短蔓形成的作用机制。
英文摘要
The dwarf melon plants are suitable for dense planting, which can effectively increase density and land utilization as well as reduce labor cost, and meet the needs for simplified cultivation in the future. Therefore, the analysis of the genetic regulatory network and molecular mechanism of dwarf vine formation in melon is the basis and prerequisite for plant breeding. However, there are only a few dwarf genes identified in melon, and none of them has been cloned. So far, the molecular mechanism of dwarf vine formation in melon is still unclear. We have isolated a dwarf gene in melon using map-based cloning strategy, and it encodes an ERECTA protein kinase. The expression of CmERECTA in different organs is significantly reduced in the dwarf line M406. Based on our previous work, we plan to verify the function of the CmERECTA gene by over-expression and knockout of CmERECTA in melon. Then we will identify the key genes in the regulation network by comparing the transcriptome profile, proteome profile and endogenous hormones between normal melon line and its near-isogenic line of Cmerecta gene. Furthermore, we will identify the upstream regulatory factors of the CmERECTA gene by yeast one-hybrid screening and the interacted proteins by yeast two-hybrid library to finally reveal the molecular mechanism of CmERECTA in regulating dwarf formation in melon.
短蔓是甜瓜的一个重要株型性状,解析甜瓜短蔓形成的作用机制和调控网络,对于甜瓜株型改良和轻简化栽培具有重要的意义。项目围绕甜瓜短蔓基因Cmerecta的功能分析及其形成的调控网络与分子机制解析开展了研究,通过分子标记辅助选择构建近等基因系和遗传转化对其进行了功能验证,同时通过转录组和蛋白质组联合分析初步解析了其调控网络,并通过酵母单杂、双杂等手段对其上下游互作因子进行了筛选和验证。现已基本完成了项目任务和研究目标,获得了主要研究结果如下:.(1)甜瓜短蔓基因Cmerecta编码一个ERECTA类受体激酶,定量分析和原位杂交显示其在维管束和顶芽中高表达,亚细胞定位显示其蛋白定位在细胞核和细胞膜;.(2)在拟南芥和黄瓜中异源过表达CmERECTA基因均能使株高增加;利用前景选择和背景选择的分子标记辅助创制了Cmerecta近等基因系,将该基因导入TopMark背景后使其株高显著降低。.(3)对TopMark及其Cmerecta近等基因系的转录组和蛋白质组比较显示,差异表达基因和蛋白主要富集在激素信号途径特别是生长素合成和代谢途径,内源激素测定也证实了短蔓材料中的生长素含量显著降低。.(4)通过酵母文库筛选出了Cmerecta基因上游互作因子LFY和HYH并进行了初步验证;通过酵母双杂互作验证了其与生长素转运蛋白PIN的互作。.本研究明确了甜瓜 Cmerecta基因调控株高发育的生物学功能,并挖掘了其上游调控关键因子和互作蛋白,并初步阐明了其主要通过生长素途径影响株高发育,这些研究结果有助于深入理解甜瓜短蔓形成的遗传基础与调控网络,为今后甜瓜株型遗传改良和分子设计育种提供了重要的基因资源和理论基础。
甜瓜Golden2-Like转录因子调节叶绿体发育的分子机理研究
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批准号:31872133
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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:2018
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负责人:朱华玉
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依托单位:
甜瓜无毛基因gl的精细定位和转录组分析
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批准号:31601776
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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:2016
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负责人:朱华玉
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依托单位:
国内基金
海外基金