水稻油菜素内酯缺陷型基因BRD3的功能及代谢途径研究

基本信息
批准号:31271686
项目类别:面上项目
资助金额:75.00
负责人:何正权
学科分类:
依托单位:三峡大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘文真,姚伟,梁宏伟,刘静,钱文静,宋丹
关键词:
水稻功能分析代谢途径油菜素内酯缺陷型基因
结项摘要

Plant shape and other important agronomic traits of rice are regulated by brassinosteroid (BR), and fine regulation of BR metabolic genes expression in vivo can significantly improve the yield of rice. In-depth study on the function and metabolic pathways of BR metabolism-related genes is the prerequisite for fine regulation of BR. A BR defective dominant dwarf mutant ( brd3-D ) was found from the rice T-DNA insertion mutant library. Cloning and functional verification of BRD3 gene has been performed through isolating the T-DNA flanking sequence and overexpression analysis. On the basis of the previous works, Real-Time PCR, RNA in situ hybridization, GFP-tracking and physiological and biochemical analysis will be adopted to identify the function and comprehensive expression patterns of BRD3 gene . Combined with the BR metabolism-related gene expression pattern, the role of BRD3 gene and metabolic pathways its participated will be expected to be revealed. And molecular regulatory network of BR metabolism will be further understood. These works will pave the way for investigation of the molecular regulation mechanisms of rice plant shape, fine regulation of the rice plant shape through the molecular means and maximizing the effect of ideal plant shape on rice breeding for super high yield.

油菜素内酯(BR)调控水稻株型等重要农艺性状,精细调控BR代谢相关基因在体内的表达可以显著提高水稻的产量。而深入研究BR代谢相关基因的功能与代谢途径是精细调控BR作用模式的前提。项目组从水稻T-DNA插入突变体库中发现一个BR缺陷型显性矮杆突变体(brd3-D),通过T-DNA旁邻序列及过表达分析,已完成对BRD3基因的克隆和功能验证。本项目拟在前期研究的基础上,通过Real-Time PCR、RNA原位杂交、GFP示踪等分子生物学技术及生理生化分析全面解析目的基因的功能及表达模式,同时结合BR代谢相关基因的表达谱,进一步揭示BRD3基因的功能及参与的代谢途径,完善BR代谢途径的分子调控网络。以期为探明水稻株型调控的分子机理,进而通过分子手段精细调控水稻株型,最大限度发挥理想株型在水稻超高产育种中的作用奠定基础。

项目摘要

油菜素内酯是植物体内广泛存在的一类甾醇类激素,在植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。CYP734A4基因编码一个细胞色素P450单氧化酶,具有降解油菜素内酯的功能,CYP734A4基因缺失突变从未见报道,而过表达CYP734A4导致严重的油菜素内酯缺陷表型,无法获得可育的转基因植株。本项目分离了一个半显性的突变体,该突变体的T-DNA位于CYP734A4 (GenBank Accession AB488667)上游4kb左右,T-DNA插入导致CYP734A4过表达。该突变体表现为矮秆,小粒,叶片直立,对油菜素内酯钝感等表型。有趣的是,杂合突变体还表现为主穗粒数和结实率增加,这些表型在其它油菜素内酯缺失突变体中从未报道。实时定量PCR显示brd3-D 突变体的突变程度和CYP734A4的表达水平呈正相关。和CYP734A4表达量升高相一致,突变体油菜素内酯显著少于野生型植株。利用CRISPR/Cas9系统敲除brd3-D 基因可以使突变体恢复野生型表型。此外利用CYP734A4自身启动子和35S增强子转化野生型水稻可以获得和brd3-D突变体相似表型的转基因植株,进一步证实适量过表达CYP734A4基因能提高主穗粒数和结实率。过表达CYP734A4 导致BR 代谢相关基因表达显著变化,同时外施油菜素内酯可显著诱导CYP734A4 基因的表达, 这些结果证实CYP734A4 基因是BR 代谢途径的负调控因子。目前的结果表明CYP734A4具有提高水稻产量的潜能。

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

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
3

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
4

低轨卫星通信信道分配策略

低轨卫星通信信道分配策略

DOI:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.06.009
发表时间:2019
5

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:

何正权的其他基金

批准号:39370219
批准年份:1993
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
批准号:39670217
批准年份:1996
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:30940049
批准年份:2009
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30770227
批准年份:2007
资助金额:8.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

油菜素内酯调控水稻株型与粒型的分子机制

批准号:91535102
批准年份:2015
负责人:李仕贵
学科分类:C0602
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
2

油菜素内酯调控水稻籽粒大小的分子机制

批准号:91335203
批准年份:2013
负责人:储成才
学科分类:C1306
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
3

油菜素内酯调节水稻生长发育的研究

批准号:30740065
批准年份:2007
负责人:杨红娟
学科分类:C0206
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
4

油菜素内酯不敏感型突变体的研究

批准号:39670077
批准年份:1996
负责人:赵毓桔
学科分类:C0206
资助金额:9.50
项目类别:面上项目