转录因子NF-YA在柑橘成花过程中应答环境调控FT的分子机制
批准号:
32072521
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
胡春根
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:
胡春根
中文摘要
果树成花的时间、数量和质量直接影响其产量、品质和效益。成花素FT基因已被证明是木本果树成花的关键基因,在木本植物中除调控开花外还调控休眠,表明其可能进化出与模式植物不同的调控方式。然而木本植物FT调控的机制迄今鲜见报道。本项目前期发现,柑橘中NF-YA不仅可结合FT启动子上调控其表达,还可响应低温和干旱,恰好与柑橘成花所需的环境要求一致,可能是一种新的、不同于模式植物FT调控方式。鉴于CO是模式植物中FT光周期正向调控因子,本项目拟采用酵母双杂、BiFC、EMSA和ChIP等蛋白-蛋白、蛋白-DNA互作研究方法比较NF-YA与CO作用异同,筛选上游调控因子和下游靶位点;进一步通过逆境处理和转基因表型及转录组分析,研究NF-YA作用与上、下游基因间网络关系,以探明NF-YA响应环境、正向调控FT的分子机理,丰富木本植物成花调控理论,为研发柑橘花芽分化调控技术和品种改良提供理论支撑和靶标参数。
英文摘要
The time, quantity and quality of the flowers are very important factors affecting the yield, quality and benefit of fruit trees. The florigen FT gene has been proved to be the key gene for the flowering in woody fruit plants. In addition to regulating flowering, the FT gene can also participate in regulation of dormancy indicates that it may have evolved a different regulation pathway than model plants. However, the molecular mechanism of FT gene regulation in woody plants has not been reported so far. In earlier studies, we found that NF-YA, a transcription factor in citrus plants could not only bind to the promoter of FT gene, but also respond to low temperature and drought stress, which are just the same as the environmental requirements for citrus flowering. This may hint a novel regulatory pahtway different from the current known reported in model plants. Since CONSTANS is the key regulator of FT in model plants, this project intends to use protein-protein, protein-DNA interaction research methods, such as yeast two-hybrid, BiFC, EMSA, ChIP, etc. To compare the similar or different mechanism between NF-YA and CONSTANS, and then screen upstream regulatory factors and downstream target sites in citrus plants. Stress treatment, phenotyping and transcriptome analysis of transgenic plants will be made to study the gene network connecting NF-YA and upstream and downstream genes. The success of this project will help to uncover the molecular mechanism of NF-YA positively regulating of FT by responding environment factors, and enrich the knowledge understanding flowering regulation theory of woody plants. Furthermore, the success of this project can also provide theoretical support and target parameters to develop techniques of flower regulation, genetic improvement and precision cultivation in citrus production.
成花是果树生产的基础。成花的时间、数量和质量是影响果树产量、品质和效益的重要因素。成花素FT基因已被证明是木本果树成花的关键基因,在木本植物中除调控开花外还调控休眠,表明其可能进化出与模式植物不同的调控方式。本课题组前期研究发现柑橘中一个转录因子NF-YA不仅可以结合在FT启动子上激活FT表达,而且还具有响应低温和干旱的功能,恰好与柑橘成花所需的环境要求一致,因此我们认为这有可能是一种新的、不同于模式植物中FT的已知调控方式。所以本项目主要围绕以下三个方面展开:柑橘成花过程调控中NF-YA与CO角色关系;CiNF-YA1对干旱和低温的响应机制;CiNF-YA1的作用机理、关联的互作基因及下游靶基因。研究发现:CiNF-YA1通过与CiNF-YB2/CiNF-YC2形成转录复合物,结合CiFT启动子激活其表达;而CiCO与CiNF-YB2、CiNF-YC2不互作,表明二者是独立的、处于不同的调控支路上的平行关系;CiNF-YA1响应水分亏缺和低温,受干旱和低温诱导表达;CiNF-YA1响应昼夜节律,受光周期蛋白CiLHY诱导表达;CiNF-YA1正向调控FT,FT蛋白可与转录因子CiFE形成转录复合物直接调控开花基因CiLFY表达;促进转基因拟南芥提早开花,提高转基因拟南芥和柑橘的胁迫敏感性;柑橘CiNF-YA1可转录激活CiEXL5,提高柑橘胁迫敏感性。通过该项目的研究进一步加深了对木本植物开花的认识,具有重要的理论意义;同时也可为研发调控柑橘花芽分化的专项技术,规避和减轻自然灾害,培育广适型品种提供理论指导和技术支撑。
柑橘FRI-like基因启动子变异与休眠诱导和抗性调节关系
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:54万元
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批准年份:2022
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负责人:胡春根
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依托单位:
成花素FT基因在柑橘维管组织中移动受限机制和解除策略
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批准号:31872045
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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:胡春根
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依托单位:
基于GWAS分析和QTL定位研究枳落叶性状调控的遗传规律和分子机理
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批准号:31672110
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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:2016
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负责人:胡春根
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依托单位:
用嫁接和标签示踪研究柑橘成花信号传导与相互作用
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批准号:31372046
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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:2013
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负责人:胡春根
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依托单位:
柑橘特异资源早实枳短童期性状遗传与分子机理研究
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批准号:31130046
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项目类别:重点项目
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资助金额:280.0万元
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批准年份:2011
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负责人:胡春根
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依托单位:
SVP及下游信号miR172在柑橘一年多次成花中的作用和机制
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批准号:31071777
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项目类别:面上项目
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资助金额:33.0万元
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批准年份:2010
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负责人:胡春根
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依托单位:
FLC基因选择性剪切在柑橘类植物阶段发育中的作用及其分子机理
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批准号:30971973
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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:2009
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负责人:胡春根
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依托单位:
早花变异枳LFY基因的启动子结构及表达调控机制研究
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批准号:30671434
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2006
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负责人:胡春根
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依托单位:
应用竞争性杂交从早实枳变异分离克隆与矮化、早花有关的基因
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批准号:30370996
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项目类别:面上项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2003
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负责人:胡春根
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依托单位:
枳属植物遗传多样性及其在柑桔类植物进化中的地位
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批准号:39970081
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项目类别:面上项目
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资助金额:12.0万元
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批准年份:1999
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负责人:胡春根
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依托单位:
国内基金
海外基金