课题基金 / 基金详情

NAC-乙烯-IAA调控网络在番茄果实成熟中的作用解析

批准号:
32072274
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
寇晓虹
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:
寇晓虹

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
番茄是典型跃变型果实,乙烯是主要的成熟调控因子。我们前期研究发现NAC转录因子深刻地影响着这个成熟过程。CHIP-seq分析发现,NAC4蛋白靶基因在IAA和乙烯激素信号通路中大量富集,据此提出IAA可能在NAC和乙烯调控的果实成熟中发挥特殊作用。本项目拟以NAC4/9和生长素信号因子Aux/IAA 为研究对象,系统分析Aux/IAA家族基因结构,时空表达,明确IAA在成熟中作用;利用外源IAA、乙烯联合处理和高通量测序,分析IAA与乙烯串扰关系;利用过表达和CRISPR技术,解析NAC对乙烯-IAA串扰的作用机制;结合组学技术和DNA-蛋白互作技术研究NAC4/9与IAA响应因子下游靶基因的动态变化,并利用BIFC和Co-IP等技术筛选确定它们的互作蛋白。研究结果将揭示NAC-乙烯-IAA协同调控番茄果实成熟机制,丰富NAC功能,为转录因子介导的激素串扰机制提供新思路和科学依据。
英文摘要
Tomato is a typical climacteric fruit, the ripening of which depends primarily on the control of ethylene. Our preliminary studies indicated that NAC transcription factors have a deeply impact on the ripening. Further CHIP-seq analysis found that the target gene of NAC4 protein is abundant in IAA and ethylene hormone signaling pathways, thus suggesting IAA may play a special role in regulation of fruit ripening based on NAC and ethylene. Therefore, the current project are, NAC4/9 and auxin signaling factor Aux/IAA are to be taken as research objects to systematically analyze the gene structure of Aux/IAA family, temporal and spatial expression, and clarify the role of IAA in maturation. Using exogenous IAA, ethylene combined treatment and high-throughput sequencing, the crosstalk relationship between IAA and ethylene was analyzed. Using overexpression and CRISPR techniques, the mechanism of NAC on ethylene-IAA crosstalk was analyzed. The dynamic changes of target genes downstream of NAC4/9 and IAA response factors were identified through Omics and DNA- protein interaction approaches, and their interaction proteins were screened and determined by BIFC and Co-IP technologies. The results might not only reveal the mechanism of NAC- ethylene -IAA synergistic regulation of tomato fruit ripening, enrich NAC function, but also provide new ideas and scientific basis for transcription factor mediated hormone crosstalk mechanism.
NAC转录因子深刻地影响着番茄成熟过程。CHIP-seq分析提示,NAC4蛋白靶基因在IAA和乙烯激素信号通路中大量富集,项目以NAC4/9和生长素信号因子Aux/IAA 为研究对象,系统分析Aux/IAA家族基因结构,时空表达;利用外源IAA、乙烯联合处理,分析IAA与乙烯串扰关系;结合组学、磷酸化技术和DNA-蛋白互作技术聚焦NAC4/9与IAA响应因子下游靶基因的动态变化,并利用BIFC和Co-IP等技术筛选确定互作蛋白。.生物信息学分析结果表明生长素信号转导通路关键基因启动子中均含有NAC转录因子共识别序列 [NACRS, CGT(G/A)],这些基因可能在SNAC4的下游。在番茄果实成熟过程中,IAA17和IAA27基因在成熟前期阶段表现出更高的表达水平,表明两者更多地参与番茄果实成熟前期的调控;IAA3表达水平与之相反,在成熟后期表现出更高的表达水平,ARF1与IAA3十分相似,IAA9基因表达水平较为平稳。乙烯合成通路基因表达量变化与SNAC4/9以及生长素通路基因表达变化相关联。生长素信号转导通路中关键基因ARF1、ARF5、ARF7、IAA3、IAA9和IAA27对外源乙烯处理都十分敏感。SNAC4和SNAC9在成熟过程中对乙烯合成有积极的调控作用。SNAC4的过表达影响番茄成熟过程中生长素信号转导通路关键基因的表达水平,SNAC4对生长素信号传导的影响是复杂的。酵母单杂交和EMSA等验证了 SNAC4蛋白可以与生长素响应因子ARF家族基因ARF1、ARF5、ARF7和Aux/IAA家族基因IAA3、IAA9、IAA13、IAA27的启动子区域特异性结合。酵母双杂交和BiFC证明了在蛋白水平上SNAC4/9与IAA3/27发生蛋白-蛋白互作。SNAC4基因的过表达上调了PSY1、DXS2、SGR1的表达水平, SNAC4的蛋白可以与番茄色素代谢通路基因PSY1、SGR1和DXS2的启动子区域特异性结合,。体外磷酸化实验结果表明MAPK6磷酸化SNAC4和ARF4,并影响转录因子的转录调控作用。研究结果系统揭示了NAC-乙烯-IAA协同调控番茄果实成熟机制和空降网络,为转录因子介导的激素串扰机制提供新思路。
基于CRISPR/Cas9技术的NAC4与NAC9调控番茄成熟衰老差异模式
  • 批准号:
    31871848
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    寇晓虹
  • 依托单位:
NAC转录因子与乙烯、ABA协同调控番茄果实成熟模式研究
  • 批准号:
    31671899
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    寇晓虹
  • 依托单位:
番茄果实成熟衰老中NAC转录因子与乙烯合成、信号传导相关蛋白的互作机制研究
  • 批准号:
    31470091
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    寇晓虹
  • 依托单位:
基于VIGS的番茄成熟衰老、乙烯相关的NAC转录因子的分离与功能分析
  • 批准号:
    31171769
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    寇晓虹
  • 依托单位:
国内基金
海外基金