西瓜果实光合产物卸载与糖分积累进化的分子调控机制
批准号:
31930096
项目类别:
重点项目
资助金额:
307.0 万元
负责人:
许勇
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:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
许勇
中文摘要
光合产物从“源”运输卸载并积累到“库”,是作物增加产量和提高品质的物质基础。有关棉子糖等寡糖如何在果实韧皮部筛管/伴胞水解?如何进一步卸载蔗糖、糖分进入果肉细胞及在液泡储存?这关键四步的分子机制尚不十分清楚。本课题组已初步确定控制西瓜这四个关键环节的基因分别为ClAGA1、ClVST1、ClSWEET3和ClTST2,并通过CRISPR/Cas9技术获得四个关键基因敲除且有预期表型的T2后代。在此基础上,本项目拟通过常规有性杂交获得双敲、三敲和四敲除ClAGA1、ClVST1、ClSWEET3和ClTST2的后代,系统性解析四个关键节点基因在控制西瓜光合产物卸载与糖含量中的单独和累积效应。利用酵母单杂交、EMSA和Luc荧光蛋白等技术揭示调控四个关键基因的转录因子;明确其受激素调控的分子机制;解析四个关键基因及其调控基因的结构变异及进化驯化机制,为西瓜品质育种和高品质栽培提供技术指导。
英文摘要
The transportation and accumulation for photosynthesis from "source" to “sink” tissues are the basis for increasing crop yield and improving quality. The molecular mechanism to hydrolyze RFOs (Raffinose Family Oligosaccharides), unload and transport sugars in the fruit sieve element/companion cell and storage in the vacuole, is still unclear. Our research has preliminarily determined that the genes in the four key stages of watermelon are involved with ClAGA1, ClVST1, ClSWEET3, and ClTST2. The expected phenotype was observed of the T2 CRISPR/Cas9 mutation lines of ClAGA1, ClVST1, ClSWEET3, and ClTST2. On this basis, this project intends to double, triple and tetra mutation of ClAGA1, ClVST1, ClSWEET3, and ClTST2 to answer single and dosage effect in the control of the sugar content of watermelon fruits. We will reveal the transcription factors for regulating four key genes by using yeast single hybridization, EMSA and Luc fluorescent protein. We will investigate the mechanism for hormone signal to activate these four genes and related transcription factors. The structural variation, evolution and domestication mechanism of four key genes and their regulatory genes will be analyzed. It will provide technical guidance for watermelon high-quality breeding and cultivation.
光合产物源库分配是作物增加产量和提高品质的物质基础。本项目构建了西瓜属414份种质基因组变异图谱,挖掘出一批果实糖分积累候选基因,如液泡膜糖转运基因ClTST2、碱性α-半乳糖甘酶ClAGA2。解析了糖分积累关键基因ClVST1是在果实韧皮部高表达的糖转运蛋白,发现与糖度最相关的SNP可改变ClVST1定位,体外实验证实ClVST1可外排蔗糖。解析了糖分积累关键基因累积效应与调控机制,发现糖分积累关键基因的的协同效应,证实ClTST2和ClAGA2的调控机制和驯化机制。揭示ABA信号途径关键基因ClSnRK2.3调控果实含糖量分子机制为ClSnRK2.3磷酸化ClGA20ox并减少其积累。阐明ABA信号途径NAC转录因子调控西瓜果实含糖量的分子机制,发现ClNAC68直接与ClINV的启动子结合,调控西瓜果实糖分积累。本项目解析西瓜糖分品质关键基因及调控基因及进化驯化机制,为西瓜品质育种和高品质栽培提供技术指导。
西瓜果实成熟与品质形成进化的转录调控分子机制
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批准号:32330093
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项目类别:重点项目
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资助金额:221万元
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批准年份:2023
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负责人:许勇
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依托单位:
甜瓜抗白粉病基因Pm-2F的精细定位与克隆
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批准号:31071799
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项目类别:面上项目
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资助金额:40.0万元
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批准年份:2010
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负责人:许勇
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依托单位:
西瓜抗枯萎病基因精细定位与FOM-1候选基因的克隆
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批准号:30571276
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2005
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负责人:许勇
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依托单位:
西瓜饱和永久分子图谱的构建和重要农艺性状的基因定位
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批准号:30070527
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项目类别:面上项目
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资助金额:14.0万元
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批准年份:2000
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负责人:许勇
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依托单位:
黄瓜低温锻炼特异表达基因的研究
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批准号:39770518
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项目类别:面上项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:1997
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负责人:许勇
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依托单位:
西瓜枯萎病抗性基因F0-1的连琐分子标记的研究
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批准号:39670514
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项目类别:面上项目
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资助金额:7.0万元
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批准年份:1996
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负责人:许勇
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依托单位:
国内基金
海外基金