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苹果MdNLP7转录因子响应不同N素水平调控花芽形成的分子机制

批准号:
32072522
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
邢利博
依托单位:
学科分类:
果树生理与栽培学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邢利博

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
氮对木本果树成花具有显著调控效应,但N过量显著抑制成花,其机制尚待解析?申请者前期通过酵母单杂交筛库及高氮处理RNA-seq数据,发现MdNLP7转录因子可能响应不同N素水平调控富士苹果成花;在此基础上,利用Y1H和EMSA证实MdNIGT1与MdNLP7的转录调控关系,解析高氮条件下,MdNIGT1-MdNLP7模块的反馈抑制调控机制;通过全基因组启动子NRE元件鉴定,结合ChIP-seq数据,筛选MdNLP7调控下游关键靶基因,利用EMSA和ChIP技术,分析MdNLP7与候选成花基因MdLFY3、MdFD和MADS-box(MdAGL79和MdSOC1b)启动子的结合能力,解析其转录调控机制;并利用拟南芥、番茄和苹果转基因体系,验证其功能。研究成果有助于阐明MdNLP7响应不同N素水平调控苹果成花的分子机制,对于提高氮肥利用率,指导果树优质高效生产与可持续发展具有重要理论和实践意义。
英文摘要
Nitrogen has a significant regulatory effect on flower bud formation in woody fruit trees, the appropriate amount of N is the necessary material basis for flower bud formation, but the excessive amount of N has a significant inhibitory effect on flower bud formation. It is not clear about the regulatory mechanism? Baesd on the results of Yeast single hybrid sieve library (Y1H) and RNA-seq data, MdNLP7 transcription factor may regulate the flowering of ‘Fuji’ apple trees in respond to different N levels. On that basis, Yeast one-hybird (Y1H) system and EMSA will be used to analyze the function pattern of MdNIGT1 and MdNLP7 in post-transcriptional control, in order to analyze the contrary expression pattern and feedback inhibition regulation mechanism of MdNIGT1-MdNLP7 module under high nitrogen condition;Through genome-wide promoter NRE element identification in apple genome, combining with ChIP-seq data, the target genes of MdNLP7 were screened; EMSA and chromatin immunoprecipitation (ChIP) techniques were used to analyze the binding ability of MdNLP7 with the promotor of candidate flowering key genes including MdLFY3, MdFD and MADS-box (MdAGL79 and MdSOC1b) for analyzing its transcriptional regulation mechanism.Transgenic systems of Arabidopsis, tomato and apple will be used to identify their functions. The research results are helpful to elucidate the molecular mechanism of MdNLP7 regulating apple flowering in response to different N levels, and improve the nitrogen utilization rate, as well as guide the high quality and efficient production and sustainable development of fruit trees in theory and practice.
黄土高原是我国苹果最佳和最大产区,但该地区90%果园N含量偏高,这是造成占该地区苹果栽培面积75%的‘富士’品种营养生长过旺、成花难,花芽质量差的主要原因之一。氮素是果树优质丰产的基础,为什么适量氮肥施用对苹果成花具有显著促进作用,而高氮施用则会显著抑制花芽形成。这一关键科学问题尚有待解决。本项目通过不同氮素处理,明确了适量氮素促进苹果树体生长发育和成花,结合RNA-seq数据,筛选到苹果MdNLP7可能是连接氮素水平和成花的关键调控者。首先,通过获得OE-MdNLP7拟南芥转基因株系,与野生型(WT)比较,证实其在不同氮素条件下,均具有显著促进成花的功能;其次,通过获得杨树和拟南芥OE-MdNLP7转基因株系,发现在不同氮素条件下,转基因株系均表现出较高的生物量和氮素利用能力,这说明OE-MdNLP7促进成花的作用可能是通过提高其对氮素的利用而实现;第三,通过DAP-seq和RNA-seq数据,大规模筛选了MdNLP7下游调控靶基因,发现其调控靶基因主要富集在成花途径相关基因、氮转运和动态相关基因及一些重要转录因子等,进一步通过酵母单杂交和双分子荧光互补等试验,证实MdNLP7基因可结合在氮素转运MdNRT2.1启动子NRE元件而促进其表达,这是OE-MdNLP7转基因株系较之野生型(WT)具有较高的生物量和氮素利用能力的原因;第四,进一步发现MdNIGT1-MdNLP7模块的反馈调控是苹果响应不同氮素水平参与成花调控的重要机制。综上,本项目的顺利实施对于阐明氮水平与苹果成花之间的关系及调控机制,提高氮肥利用率,指导果树优质高效生产和保障苹果产业可持续发展均具有重要理论和实践意义。
苹果MdWRI1转录因子介导糖信号在成花诱导中的功能及调控机制
  • 批准号:
    31801813
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    邢利博
  • 依托单位:
国内基金
海外基金