水稻磷响应基因及蛋白介导根发育的系统生物学研究

根系是植物养分、水分吸收的重要器官。根毛的发生发育受土壤养分，尤其是磷含量水平的调控。探明根系发生发育的调控机制及其与养分、水分、胁迫信号之间的交叉互作，是当前重要的科学命题。该研究对基因工程提高植物养分、水分吸收效率具有重要的分子基础理论指导意义。本项目在前期研究成果的基础上，结合高度发展的生物学实验技术，有效结合生物信息学分析手段，挖掘和整合现有的水稻根系发育分子生物学数据（包括基因芯片、蛋白质表达数据等），对水稻磷响应基因及蛋白介导根发育的调控网络进行构建和分析，系统分析水稻如何响应磷信号而影响其根生长和代谢的机制，为水稻养分抗逆定向遗传育种提供依据。

本项目在前期研究成果的基础上，结合高度发展的生物学实验技术，有效结合生物信息学分析手段，挖掘和整合现有的水稻根系发育分子生物学数据（包括基因芯片、蛋白质表达数据等），对水稻磷响应基因及蛋白介导根发育的调控网络进行构建和分析，系统分析水稻如何响应磷信号而影响其根生长和代谢的机制，为水稻养分抗逆定向遗传育种提供依据。项目完成了植物分子生物学数据库的数据挖掘及整合，完善了RiceDB（OsCAS），抗逆基因数据库等；对水稻基因芯片数据进行了整合，建立了数据分析平台BioChip；建立了水稻蛋白质双向电泳表达谱功能注释平台，进行了功能分析过程的建立。以水稻基因芯片表达谱、双向电泳蛋白表达谱分析为基础，进行水稻磷响应功能基因、蛋白调控机制研究，开展具有我国自主知识产权的水稻磷介导根发育重要功能基因、蛋白系统生物学分析。后期结合高通量第二代测序数据进行了相关的研究分析，深入研究植物相关microRNA，取得了喜人的成果。受项目资助，已合作、协助发表27篇SCI论文论文，期间获得专利3项，申报2项。项目研究小组积极参与国内外的学术交流，并培养了多名研究生。研究成果为水稻系统生物学研究打下了很好的基础。