转录因子XsMYB30调控文冠果抗旱密切相关的叶片蜡质形成的分子机制

基本信息
批准号:31870594
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:王利兵
学科分类:
依托单位:中国林业科学研究院林业研究所
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:于海燕,毕泉鑫,刘肖娟,范思琪,胡潇予,赵阳
关键词:
靶基因基因表达转录调控蜡质文冠果
结项摘要

Xanthoceras sorbifolium is a kind of oil tree to produce functional drug food and cosmetics. The current scale development is mainly restricted by drought. The waxy layer is a hydrophobic layer formed on the surface of epidermal cell wall of terrestrial plants, which is very important in preventing non-stomatal water loss and drought resistance formation. However, the research on the molecular mechanism of plants to regulate the drought resistance of plants through the formation of waxy layer is still limited. Based on the phenotype differences of waxy and drought resistance among dozens of Xanthoceras sorbifolium genotypes, chromatin immune precipitation and transposase accessible chromatin sequencing will be used to screen and predict the downstream candidate gene of XsMYB30. In addition, the binding interaction between XsMYB30 and regulatory target gene was quantitatively verified by yeast one-hybrid and microscale thermophoresis, which could be used to identify the regulatory target gene. On the basis of this, the overexpression and mutant materials were obtained through the mature genetic transformation system. Dynamic transcriptional profiling of XsMYB30 and regulatory target gene under different drought treatments will be performed. Exploring the function of XsMYB30 in wax layer morphological structure, physiological and molecular regulation of the wax layer will help us to better understand the XbMYB30-mediated transcription regulation pathway of drought resistance of Xanthoceras sorbifolium and contribute to trees breeding.

文冠果(Xanthoceras sorbifolium)是我国特有生产功能性药品、食品及化妆品的油料树种,当前规模化发展主要受干旱所限制。植物角质层蜡质是抵御干旱的有效屏障,遗憾的是关于其合成的分子机制研究非常有限。因此,本项目以已证实与文冠果叶片蜡质形成密切相关的XsMYB30转录因子为目标,以蜡质含量差异显著品种为试材,采用染色体免疫沉淀和开放染色质测序技术联合分析筛选XsMYB30下游靶基因,并利用酵母单杂交技术定性、微量热泳动技术定量验证XsMYB30和调控靶基因的结合互作,进而确定调控靶基因。在此基础上,通过实验室成熟的文冠果遗传转化体系,得到文冠果过表达和突变体材料,开展不同干旱处理下XsMYB30与调控靶基因动态转录谱分析,探讨XsMYB30在文冠果叶片蜡质形成中的作用机理,进而阐明XsMYB30调控靶基因的分子机制,为文冠果抗旱性状选育与改良、适生区拓展奠定重要基础。

项目摘要

文冠果(Xanthoceras sorbifolium)是我国特有生产功能性药品、食品及化妆品的油料树种,当前规模化发展主要受干旱所限制。植物角质层蜡质是抵御干旱的有效屏障,遗憾的是关于其合成的分子机制研究非常有限。本项目根据文冠果不同种质资源叶片蜡质与抗旱生理形态等指标之间的关系,明确了叶片蜡质与不同品种抗旱性密切相关;在完成文冠果染色体级基因组组装的基础上,对蜡质差异明显种质资源281份进行基因组重测序,与蜡质等抗旱性状进行全基因组关联分析,发掘出与叶片蜡质等抗旱性状相关的86个显著SNPs位点和24个基因,并通过遗传转化和分子互作试验,解析了转录因子XsMYB30和响应干旱胁迫新基因XsAGL22调控蜡质积累和抗旱性的机制, 为抗旱文冠果新品种的选育提供重要技术支撑。该项目的实施期间,对本人及团队的培养及促进效果明显。四年来,包括本人在内,晋升研究员2名、副研究员1名,博士生导师1名,本人入选国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才、林业和草原科技创新领军人才等计划等荣誉称号。发表学术论文8篇,其中SCI论文4篇,中文核心期刊4篇;国审良种2项,‘中石4号’和‘中石9号’。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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