课题基金 / 基金详情

无芒隐子草闭花授粉机制研究

批准号:
31572453
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
张吉宇
依托单位:
学科分类:
草种质资源与遗传育种
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
王彦荣、刘亚洁、骆凯、段珍、狄红艳、张代玉、吴凡、孟宣辰

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
我国90% 的草地已不同程度退化,充分利用能适应当地环境的的乡土草资源(如旱生性无芒隐子草),是改良退化草地、改善生态环境的有效之途。我们的前期研究发现,无芒隐子草同时存在闭花授粉(CL)和开花授粉(CH),CL小穗的种子产量约占总产量的82%,但造成这种差异的机制尚未阐明。本项目拟进一步研究CL和CH小穗、花器官的形态学、细胞学基础;首次以CL家族植物无芒隐子草整合基因组DNA测序、RNA转录组和Small RNA测序研究其CL的分子动态,验证10个以上CL相关cDNA和Small RNA的生物学功能以及CL与抗旱基因的关联性;从而揭示无芒隐子草CL和CH繁殖分配,CL的细胞和分子机理。为无芒隐子草新品种的种子生产和推广利用提供技术支撑,也为被子植物CL机制奠定理论基础。
英文摘要
In China, the 90% of total grasslands are degraded under a very degree. The native grasses, such as Cleistogenes songorica, which adapt the local environment very well, are important foundation for reclamation of degraded grasslands and improvement of environment. Our previous research results showed that the cleistogamous (CL) and chasmogamous (CH) are existed contemporarily in C. songorica. The seed yield in CL are contribute of 82% of total seed yield in C. songorica. Up to now, the mechanism of CL is still unclear. Further research will concentrate on morphology and cytology of the spikelet and floral organs in both CL and CH. For the first time, transcription Unigenes will be released in C. songorica based on intergrating genomic DNA sequencing, RNA transcriptome and Small RNA sequecing of floret. Meanwhile, more than 10 novel cDNA genes and Small RNAs related with CL should be functionly identified and reveal the correlationship between CL and drought stress among these Unigenes. The results will illuminate the reproductive allocation between CL and CH in C. songorica, also the cytology and molecular mechanism of CL. These work will provide the technical support for the seed production and extension of C. songorica cultivar, will also increase the understanding of CL in angiosperm.
研究发现无芒隐子草具有闭花授粉(CL)和开花授粉(CH)小花及由此产生的种子差异是其适应荒漠逆境的重要策略。无芒隐子草茎杆不同部位产生的种子产量和质量存在显著差异(P< 0.05);不同部位小花在花器构造、形态和不同发育阶段均存在差异;显微观察表明,CL和CH浆片、花粉粒外观及表面纹饰均存在差异。通过Illumina、PacBio和Hi-C测序及组装得到异源四倍体无芒隐子草高质量的染色体水平基因组,大小为543Mb,共54383个蛋白编码基因。整合全基因组DNA、mRNA和miRNA对CL和CH花器官进行分析,共鉴定出5类miRNA及71个可能调控花发育的基因,并在全基因组水平鉴定出63个ABCDE模型基因和87个bZIP转录因子,其中两个FD基因(属于bZIP家族)可能同时调控无芒隐子草的抗旱和闭花特性。miR172的靶基因AP2可抑制开花整合调控基因AP1的表达,从而调控植株的开花;而AP2主要通过抑制FT-FD途径影响AP1的表达。无芒隐子草miR172和其靶基因AP2分别超表达水稻后,引起了转基因植株花器官发育变异。研究结果丰富了被子植物闭花授粉的形态和分子基础,为无芒隐子草新品种的种子生产和推广利用提供技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.3389/fpls.2015.01115
发表时间: 2015
期刊: Frontiers in plant science
影响因子: 5.6
作者: [Duan Z, Zhang D, Zhang J, Di H, Wu F, Hu X, Meng X, Luo K, Zhang J, Wang Y]
通讯作者: Wang Y
Co-transforming bar and CsLEA enhanced tolerance to drought and salt stress in transgenic alfalfa (Medicago sativa L.)
共转化棒和 CsLEA 增强了转基因苜蓿 (Medicago sativa L.) 对干旱和盐胁迫的耐受性
DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.02.067
发表时间: 2016
期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications
影响因子: 3.1
作者: [Zhang Jiyu, Duan Zhen, Zhang Daiyu, Zhang Jianquan, Di Hongyan, Wu Fan, Wang Yanrong]
通讯作者: Wang Yanrong
Comprehensive analysis of bZIP transcription factors uncovers their roles during dimorphic floret differentiation and stress response in Cleistogenes songorica
bZIP转录因子的综合分析揭示了它们在隐子草二态性小花分化和胁迫反应中的作用
DOI: 10.1186/s12864-019-6092-4
发表时间: 2019-10
期刊: BMC Genomics
影响因子: 4.4
作者: [Qi Yan, Fan Wu, Tiantian Ma, Xifang Zong, Qian Ma, Jie Li, Yufeng Zhao, Yanrong Wang, Jiyu Zhang]
通讯作者: Jiyu Zhang
DOI: --
发表时间: 2019
期刊: 草业科学
影响因子: --
作者: [马甜甜, 罗东文, JAHUFER MZ Zulfiqhar, 骆凯, 李洁, 张吉宇]
通讯作者: 张吉宇
共 10 条
    白花草木樨UGT79调节根部积累东莨菪苷响应耐旱性的分子机制解析
    • 批准号:
      32271752
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      张吉宇
    • 依托单位:
    草木樨香豆素生物合成关键基因鉴定及半同胞家系种质创新
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      国际(地区)合作与交流项目
    • 资助金额:
      200万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      张吉宇
    • 依托单位:
    荒漠旱生无芒隐子草抗旱功能基因的鉴定及共转化植物抗旱性的研究
    • 批准号:
      31101759
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      25.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      张吉宇
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金