转录因子OsLFT1与OsLIP1互作调控水稻开花期的分子机制
批准号:
32070642
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
王晓雪
依托单位:
学科分类:
基因表达及非编码序列调控
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王晓雪
中文摘要
水稻开花期调控是多基因参与的复杂生命过程。申请者前期研究发现,水稻bHLH转录因子家族基因OsLFT1的突变体oslft1s开花期较野生型提前,而超表达OsLFT1导致水稻开花期显著延迟,但其分子机制尚不清楚。本项目拟利用oslft1s突变体和OsLFT1超表达转基因株系为试材,利用染色质免疫共沉淀等技术,筛选OsLFT1调控开花期的靶基因,并通过CRISPR/Cas9技术创制靶基因的突变体、解析其功能。利用凝胶阻滞分析和双荧光素酶报告系统等方法,分析OsLFT1的DNA结合能力和激活活性。利用酵母双杂交和免疫共沉淀等技术,筛选OsLFT1的互作蛋白 (OsLIP1),确定介导它们互作的结构域,并通过CRISPR/Cas9技术创制OsLIP1的突变体,解析OsLIP1的功能。研究结果可以揭示OsLFT1和OsLIP1互作调控水稻开花期的分子机制,为水稻开花期的遗传改良奠定基础。
英文摘要
The regulatory mechanisms on flowering time control are complicated which are involved in multiple genes. The results of our previous studies show that mutants of OsLFT1, a member of bHLH transcriptional factor family, termed oslft1s, exhibits early flower phenotype; overexpression of OsLFT1 delays flowering time in rice; however, the molecular mechanisms remain obscure. To further explore the roles of OsLFT1 in regulating flowering time of rice, the oslft1s early flowering mutants and late flowering OsLFT1 overexpression transgenic lines will be applied. The target gene through which OsLFT1 regulates flowering time will be identified by using ChIP-sequencing and RNA-high throughput sequencing techniques. By using CRISPR/Cas9, mutants of the target gene will be generated to elucidate its functions. Furthermore, the DNA binding and activation activity of OsLFT1 will be analyzed by ChIP-qPCR, Gel shift assay, Dual luciferase reporter assay, and Yeast Two Hybrid. To identify the partner of OsLFT1, termed OsLIP1, OsLFT1 will be used as bait to screen the cDNA library of rice through Yeast Two Hybrid. CO-IP and SFLC assay will be applied to confirm the interaction. Mutants of OsLIP1 will be generated to dissect its functions by using CRISPR/Cas9 approach. The findings of the study will broad our understanding of the roles of OsLFT1 associated with OsLIP1 in flowering time control of rice and provide sound theoretical and practical foundation to improve rice variety and increase the adaptability, yield, and quality of rice.
开花期影响水稻产量和适应性,但是其调控的分子机制尚不十分清楚。本研究揭示了两个含有bHLH结构域的转录因子,HBP1和POH1 (原名分别为OsLFT1和OsLIP1),调控水稻开花期的分子机制。本研究获得以下主要研究结果。. (1)本研究利用酵母酵母双杂交、pull-down分析、免疫共沉淀和双分子荧光互补等方法,揭示了HBP1和POH1互作,可以形成同源和异源二聚体;含有bHLH结构域的C端介导它们之间的互作。(2)本研究利用酵母单杂交、染色质免疫共沉淀、凝胶阻滞分析和双荧光素酶报告基因等方法,解析了HBP1和POH1可以结合Hd1启动子的E-box顺式作用元件,激活Hd1的表达。并证明它们的C端N端分别具有DNA结合能力和激活活性。(3)本研究利用CRISPR/Cas9技术、DNA重组和水稻遗传转化技术,创制了hbp1和poh1突变体和超表达转基因株系 (OE lines),对其进行了开花期调查。结果表明,hbp1开花期提前,poh1开花期无明显变化;HBP1-和POH1-OE lines开花期延迟。这些结果说明HBP1和POH1负向调控水稻开花期。(4)利用荧光定量RT-PCR对水稻开花期关键基因在WT和hbp1、HBP1-或POH1-OE lines间的差异表达的检测发现,HBP1和POH1通过调节Hd1的表达,进而控制水稻的开花期。(5)利用荧光定量RT-PCR和GUS染色技术,分析了HBP1和POH1的时空表达模式,结果发现,HBP1和POH1在所有的检测器官中和各个发育时期均有表达,并具有相似的昼夜表达模式,在夜晚达到表达高峰;激光共聚焦技术观察GFP-HBP1和GFP-POH1的GFP信号发现,他们编码的蛋白质定位在细胞核中。(6) 通过对hbp1、poh1、HBP1-或POH1-OE lines的农艺性状调查结果表明,hbp1的二次枝梗数、单株粒数、粒长、粒宽显著增加,导致稻谷产量增加7%,稻草产量增加29.6%。(7)利用水稻3K数据库分析了HBP1和POH1的单倍型,在粳稻品种中日本晴单倍型分别占比90.3%和80.3%。. 总之,本研究揭示了HBP1和POH1通过影响Hd1表达调控水稻开花期的分子和生化机制,对深入研究水稻开花期的调控机制,指导水稻不同生育期的品种选育,提高水稻产量,具有重要的理论和实践意义。
SKIP调控拟南芥开花时间的分子机理
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批准号:31371222
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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:王晓雪
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依托单位:
国内基金
海外基金