大豆根瘤钼转运关键基因的功能鉴定

基本信息
批准号:31872171
项目类别:面上项目
资助金额:59.00
负责人:陈志长
学科分类:
依托单位:福建农林大学
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:潘晓清,曹红瑞,张露丹,彭玉杨,廖丽莉,刘升
关键词:
养分高效分子生理机制养分转运微量元素养分吸收
结项摘要

Taking full advantage of symbiotic nitrogen fixation by legume-rhizobia is one of strategies to develop sustainable agriculture in China. Molybdenum (Mo) is a micronutrient essential for plant growth, which plays an important role in nitrogen fixation in nodules through participating in nitrogenase synthesis. Therefore, preferentially transport of Mo into nodules could be one of the effective way to increase nitrogen fixation efficiency. Based on our previously constructed recombinant inbred lines for nitrogen fixation efficiency analysis, we found one major QTL, qMoC-17 controlling both nodule number and Mo content. After fine mapping using residual heterozygous lines and their F2 population, the candidate gene was mapped to a 200-kb region in chromosome 17. After screening the total 22 candidate genes in qMoC-17 region by RNAi knockdown in transgenic hairy roots, we tentatively identified a transporter gene named GmMoT1 as the key gene responsible for Mo transport in nodules. In this study, firstly we are going to clarify the mechanism for Mo transport in nodules through functional characterization of Mo transporter GmMoT1 from physiological, biochemical and molecular aspects, and then to evaluate the application potential of GmMoT1 for increasing nitrogen fixation efficiency by investigating the nodule-specific GmMoT1-overexpression lines and analyzing the natural variations of GmMoT1 in the germplasm of “soybean core collection”. This study will provide the theoretical base for breeding cultivars with high nitrogen fixation efficiency.

充分发挥豆科作物共生固氮是保障我国农业可持续发展的有效措施。作为植物生长所必需的微量元素之一,钼参与根瘤固氮酶的合成,直接影响结瘤固氮效率。因此,利用生物学方法来实现钼在根瘤中的优先高效分配,是提高固氮效率的有效途径。我们利用一套用于根瘤固氮效率研究的大豆重组自交系遗传群体,定位到一个同时控制根瘤数量和钼含量的主效QTL位点qMoC-17,利用剩余杂合系以及次级F2群体进行精细定位后,将该QTL锁定在200kb区间;同时,对该区间的全部22个候选基因进行毛根体系RNAi干涉筛选,初步鉴定到一个转运蛋白基因(命名为GmMoT1),推测为根瘤钼转运关键基因。本研究首先将从生理、生化及分子层面,系统研究GmMoT1的生物学功能,解析钼在大豆根瘤中的运输机制;同时通过创制根瘤钼高效株系,并分析其自然变异规律,评估GmMoT1在提高固氮效率上的潜在应用价值,这将为选育固氮高效的作物品种提供理论基础。

项目摘要

充分发挥豆科作物共生固氮是保障我国农业可持续发展的有效措施。作为植物生长所必需的微量元素之一,钼参与根瘤固氮酶的合成,直接影响结瘤固氮效率。因此,利用生物学方法来实现钼在根瘤中的优先高效分配,是提高固氮效率的有效途径。我们首先利用正向遗传学方法鉴定到一个钼转运相关的遗传位点,并通过毛根筛选鉴定到一个候选基因MoT1。然后从生理、生化及分子层面,系统研究了该基因MoT1以及其同源基因MoT2的生物学功能,发现其对大豆根瘤固氮不可或缺;进一步机制研究发现,细胞内的活性氮信号可能是影响根瘤固氮能力的重要因素。另外,通过创制过表达株系,并分析其自然变异规律,我们评估了这些基因在提高固氮效率上的潜能,为选育固氮高效的作物品种提供理论基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
2

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
3

结核性胸膜炎分子及生化免疫学诊断研究进展

结核性胸膜炎分子及生化免疫学诊断研究进展

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-2397.2020.05.013
发表时间:2020
4

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

DOI:10.13376/j.cbls/2021137
发表时间:2021
5

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

DOI:10.11766/trxb202008100444
发表时间:2022

陈志长的其他基金

相似国自然基金

1

GmNRAMP2在大豆根瘤铁转运中的功能分析

批准号:31301833
批准年份:2013
负责人:秦璐
学科分类:C1511
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

大豆固氮根瘤中microRNA表达和功能分析

批准号:30971797
批准年份:2009
负责人:李霞
学科分类:C1307
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
3

大豆根瘤菌调渗基因及其调控的研究

批准号:39270025
批准年份:1992
负责人:杨苏声
学科分类:C0104
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
4

大豆抗大豆花叶病毒等位基因的发掘和功能鉴定

批准号:31000718
批准年份:2010
负责人:程浩
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目