橡胶树胚状体花青素合成调控因子的发掘及转基因可视化筛选系统的构建

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31770717
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1610.林木遗传育种
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The long breeding period (around 30 years) is the main restricting factors of rubber tree varieties update in rubber tree (Hevea brasiliensis). Breeding new rubber tree varieties by genetic engineering is an important way to accelerate the update of natural rubber varieties..NptII, gus/gfp were used as reporter genes in the selection system of genetic transformation system of Hevea brasiliensis, their selection efficiency was low. Anthocyanin as a reporter gene can be seen by the naked eye without substrate and special equipment. The published regulators controlled anthocyanin synthesis are from root, leaf, flower and fruit except somatic embryo. Base on that there will be complete gene regulation pathway of anthocyanin synthesis in Hevea embryoids, this project will clone the anthocyanin accumulation key regulatory factors R2R3-MYB and bHLH, exploring the high expression embryo specific promoter, under the control of embryo high expression promoter, R2R3-MYB and bHLH express specifically in embryo. Construct the efficient screening system by taking anthocyanin as selectable marker, screening red transformed embryos, eliminating white non transformed embryos in transient expression and resistant embryo differentiation these two stages, providing technical support for the rubber tree genetic modification and varieties update.
巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)育种周期长达30年,是橡胶树品种更新的主要制约因素,通过基因工程手段培育橡胶树新品种,是加快天然橡胶品种更新的重要途径。.橡胶树遗传转化筛选体系以NptII为筛选标记,gus/gfp为报告基因,筛选效率低。花青素作为报告基因,具有无需底物及特殊设备、肉眼可视的特点。已报道的花青素合成调控因子来自除体胚外的根、叶、花、果等组织。本项目将在橡胶树胚状体存在花青素合成完整基因调控路径的理论基础上,首次从胚状体克隆花青素累积R2R3-MYB和bHLH调控因子,并发掘橡胶树胚状体特异高表达启动子,构建由胚状体高表达启动子驱动R2R3-MYB和bHLH表达载体,在瞬时表达和抗性胚分化、阳性胚增殖三个阶段,直接筛选红色转化胚状体,剔除白色非转化胚状体,构建胚状体高累积花青素的可视化转基因高效筛选系统,为橡胶树转基因改良、品种更新提供技术支撑。

结项摘要

巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)高度杂合,育种周期长达30年,品种更新换代缓慢。通过基因工程手段培育橡胶树新品种,是加快天然橡胶品种更新的重要途径。.橡胶树遗传转化筛选体系以NptII为筛选标记,gus/gfp为报告基因,筛选效率低。花青素作为报告基因,具有无需底物及特殊设备、肉眼可视的特点。本项目克隆了橡胶树花青素累积R2R3-MYB和bHLH调控因子,并发掘橡胶树胚状体特异高表达启动子(糖基磷脂酰肌醇启动子PGAPr),构建由PGAPr驱动的R2R3-MYB表达载体,转化愈伤组织和胚状体,结果表明,对于愈伤转化体系,可在共培养后的愈伤筛选阶段通过肉眼直接筛选出红色纯合、嵌合转化愈伤,对于胚状体转化体系,可在共培养后抗性胚诱导阶段直接筛选出红色纯合、嵌合转化胚状体,剔除黄色非转化愈伤/白色非转化胚状体,实现早期精准筛选,大大提高筛选效率,且对愈伤增殖无不良影响,PGAPr驱动的R2R3-MYB表达载体部分嵌合和纯合抗性胚状体发育至子叶型,初步证明花青素可用于橡胶树愈伤/胚状体高累积花青素的可视化转基因高效筛选,为橡胶树转基因改良、品种更新提供技术支撑。.项目发现花青素对胚状体发育有毒害作用,胚状体特异启动子与35S组成型启动子相比,显著降低毒害作用,35S阳性转化子在球形胚阶段发育一段时间后就停止发育,未能发育至成熟子叶型胚状体。而PGAPr驱动的R2R3-MYB表达载体部分嵌合和纯合抗性胚状体发育至子叶型,因此,使用愈伤特异启动子或PGAPr有望解决这一应用限制。花青素累积需要光照和时间,时间需要15天以上,而共培养仅3-7天,因此,共培养阶段无法通过花青素筛选出转化子。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
橡胶树F3'H基因克隆及其功能分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.002
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    热带作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范月婷;辛士超;Naychi Koko;畅娇;黄天带;黄华孙;华玉伟
  • 通讯作者:
    华玉伟
GDS-80手持基因枪在橡胶树遗传转化上应用的参数优化与配件改进
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    热带作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范璟璋;华玉伟;范月婷;辛士超;成镜;黄天带;黄华孙;李季
  • 通讯作者:
    李季
以HbFT2基因为可视化标记的高效烟草遗传转化体系的构建与应用
  • DOI:
    10.13592/j.cnki.ppj.2020.0090
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李季;畅姣;Nay Chi Ko Ko;华玉伟;黄天带;黄华孙
  • 通讯作者:
    黄华孙
Use of a novel R2R3-MYB transcriptional activator of anthocyanin biosynthesis as visual selection marker for rubber tree (Hevea brasiliensis) transformation
使用花青素生物合成的新型 R2R3-MYB 转录激活剂作为橡胶树(Hevea brasiliensis)转化的视觉选择标记
  • DOI:
    10.1016/j.indcrop.2021.114225
  • 发表时间:
    2021-11-03
  • 期刊:
    INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Huang, Tiandai;Xin, Shichao;Hua, Yuwei
  • 通讯作者:
    Hua, Yuwei

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其他文献

基因型对橡胶树胚状体遗传转化瞬时表达影响的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    热带农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄天带;华玉伟;周权男;孙爱花;戴雪梅
  • 通讯作者:
    戴雪梅
启动子陷阱技术在植物启动子克隆研究中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    热带农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李季;黄天带;华玉伟;黄华孙
  • 通讯作者:
    黄华孙
系谱和聚类分析在橡胶树内珠被组织培养中应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    热带作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄天带;龙青姨;周权男;华玉伟;胡彦师;黄华孙;HUANG Ti;ai,LONG Qingyi,ZHOU Quannan,HUA Yuwei,H
  • 通讯作者:
    ai,LONG Qingyi,ZHOU Quannan,HUA Yuwei,H
通过继代培养提高橡胶树体胚诱导频率的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    热带作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄天带;戴雪梅;周权男;孙爱花;华玉伟;黄华孙;HUANG Ti;ai,DAI Xuemei,ZHOU Quannan,SUN Aihua,HU;Key Laboratory of Rubber Biology,Ministry of Agric;State Key Laboratory Breeding Base of Cultivation
  • 通讯作者:
    State Key Laboratory Breeding Base of Cultivation
橡胶树转基因植株遗传稳定性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    热带作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄天带;蔡海滨;华玉伟;黄华孙
  • 通讯作者:
    黄华孙

其他文献

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黄天带的其他基金

以低温保存胚性培养物为受体建立橡胶树CRISPR-Cas9基因组编辑体系研究
  • 批准号:
    32271915
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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