蓖麻种子低温萌发应答基因RcMsc2的功能及表达调控研究

基本信息
批准号:31860389
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:36.00
负责人:刘鹏
学科分类:
依托单位:内蒙古民族大学
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:向殿军,张春兰,张卫国,于华荣,高彩婷,李旭新,迟晓雪,曹帅
关键词:
转基因蓖麻低温应答转录调控抗逆
结项摘要

Low temperature in spring, which is most important environmental factor, leads to slow germination of castor seeds in Tongliao city in the Inner Mongolia autonomous region. It is of great theoretical and practical significance to explore the molecular mechanism of seed germination under low temperature and improve the germination ability of castor seeds to low temperature. Our previous transcriptome sequencing analysis showed that the transcript levels of the RcMsc2 gene were significantly up-regulated in castor cotyledon at low temperature (15℃). The RcMsc2 gene is a cell cycle protein gene, and participate in the regulation of cell cycle. It was speculated that the RcMsc2 gene was likely to be the key candidate gene for controlling castor seed germination under low temperature. This study is intended to clone the RcMsc2 gene by RT-PCR technology and study its expression pattern, promoter activity, and subcellular localization of product. The function of RcMsc2 gene was identified by means of over-expression and RNAi technique, including seed cold germination test, physiological index determination, and lipid content determination. To reveal the mechanism of RcMsc2 gene regulating the germination of castor seeds at low temperature, endogenous gene expression of transgenic plantsalso was analyzed. SNP markers were used to analyze the relationship between the polymorphism of the gene and the low temperature germinating ability of castor varieties. This study will provide a theoretical basis for breeding and cultivation of castor resistance to low temperature germination.

内蒙古通辽地区春播蓖麻种子受低温影响萌发缓慢。探索种子低温下萌发的分子机制,提高蓖麻种子耐低温萌发能力,对于提高蓖麻产量和经济效益具有重要理论与实践意义。前期转录组测序分析表明,RcMsc2基因在低温(15℃)萌发的蓖麻子叶中表达量显著上调,该基因编码细胞周期蛋白,参与细胞周期的调控,推测该基因极有可能是控制蓖麻低温萌发的关键候选基因。本研究拟采用RT-PCR技术克隆RcMsc2基因,研究其表达模式、启动子活性、产物亚细胞定位等特征特性;通过过表达和RNAi技术,综合转基因植株的种子低温萌发试验、抗逆生理指标测定、脂类含量测定和内源基因表达分析手段,鉴定RcMsc2基因功能,揭示RcMsc2基因调控蓖麻种子在低温下萌发的机制;对蓖麻材料进行SNP标记,分析该基因多态性与蓖麻品种低温萌发能力的相关性。该研究将为蓖麻抗低温萌发育种和栽培提供理论依据。

项目摘要

在通辽地区,蓖麻播种期的温度不能满足萌发的需要,导致萌发缓慢,有效生育时期缩短,二级分枝的果穗成熟度不够,产量受到明显影响。RcMsc2是细胞周期蛋白编码基因,前期转录组测序分析表明,该基因在低温(15℃)萌发的蓖麻子叶中表达量显著上调,可能是影响蓖麻低温萌发的关键候选基因,然而其调节机制尚不清楚。. 本项目主要研究了以下内容:. ①RcMsc2克隆、载体构建、生物信息学及荧光定量分析;②RcMsc2基因烟草叶片亚细胞定位;③RcMsc2基因过表达载体的烟草受体转化;④转基因烟草低温胁迫下萌发试验;⑤转基因及非转基因烟草转录组测序分析。. 得到了如下重要结果和关键数据:. ①采用qRT-PCR的方法对RcMsc2基因的相对表达量进行分析,结果发现RcMsc2基因的表达具有组织特异性,并且响应低温、干旱等4种非生物胁迫的诱导,能够在蓖麻非生物胁迫响应中行使相应的功能。. ②RcMsc2是一个具有COG蛋白功能保守区的跨膜蛋白。Msc2-GFP载体亚细胞定位分析发现发光位点主要是细胞质和细胞核。. ③通过农杆菌介导法将RcMsc2基因过表达载体成功转入烟草,并获得36株T2代转基因烟草;转基因烟草和野生型烟草种子低温(15℃)萌发试验表明,转基因烟草种子萌发速率显著高于野生型烟草种子萌发速率(P<0.05);转录组测序表明,以低温胁迫下的常规烟草为对照,低温胁迫后的转基因烟草有4498个基因发生了显著差异性表达,其中有2274个基因表达上调,有2224个基因表达下调;同时,以非低温胁迫下的转基因烟草为对照,胁迫后的转基因烟草总共有10030个显著差异基因,其中上调基因表达数目为6239个,下调基因表达数目为3791个,说明在低温胁迫情况下转基因烟草更好的响应了低温胁迫;低温胁迫24h后的转基因烟草细胞周期代谢途径及DNA复制信号途径显著受到诱导,说明细胞周期和DNA复制相关基因在转基因烟草耐低温胁迫的进程中发挥了重要作用。.该项目对于解析种子耐低温萌发机制提供了参考数据,具有较强的科学意义。

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

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
2

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
3

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:
4

新疆软紫草提取物对HepG2细胞凋亡的影响及其抗小鼠原位肝癌的作用

新疆软紫草提取物对HepG2细胞凋亡的影响及其抗小鼠原位肝癌的作用

DOI:
发表时间:
5

极地微藻对极端环境的适应机制研究进展

极地微藻对极端环境的适应机制研究进展

DOI:10.7685/jnau.201807013
发表时间:2019

刘鹏的其他基金

批准号:71601139
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81400976
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771918
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81904174
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71103191
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703313
批准年份:2017
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61179022
批准年份:2011
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:41405068
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600083
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771713
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81601769
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408614
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901911
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51702135
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31071358
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:71573264
批准年份:2015
资助金额:43.00
项目类别:面上项目
批准号:81703494
批准年份:2017
资助金额:20.10
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51305240
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41001265
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771931
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:51609220
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50872078
批准年份:2008
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:61171184
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:20973205
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:51778632
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:21172261
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61501304
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81341081
批准年份:2013
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21102107
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901197
批准年份:2019
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61771142
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:60702032
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11874373
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:81001224
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41802202
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60501001
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81472154
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51072110
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:41704141
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000124
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51809139
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61671175
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51303218
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71601153
批准年份:2016
资助金额:17.20
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51572162
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:50572059
批准年份:2005
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81171718
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:60873112
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:31301166
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11274326
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:81902764
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71704030
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405097
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51207123
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11079039
批准年份:2010
资助金额:50.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31400920
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31371576
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:60978012
批准年份:2009
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:21603160
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60903167
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11875038
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:20904017
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71871108
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:21106023
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51904308
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801986
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41471368
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11905083
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30540056
批准年份:2005
资助金额:8.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81471738
批准年份:2014
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
批准号:21673088
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:41877478
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81772439
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81000641
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60403043
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81670443
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:41504003
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71001074
批准年份:2010
资助金额:17.70
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870945
批准年份:2018
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:81302310
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50702040
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902072
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773370
批准年份:2017
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:51906021
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51272150
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

新疆北部早春短命植物独行菜种子低温萌发停滞的调控机制

批准号:31460041
批准年份:2014
负责人:赵惠新
学科分类:C0207
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
2

不同类型玉米种子耐低温萌发机制及其调控途径研究

批准号:31401331
批准年份:2014
负责人:李梁
学科分类:C1310
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

烟草 NtPHYB1 感知低温信号调控种子萌发的功能与分子机制

批准号:31860420
批准年份:2018
负责人:李振华
学科分类:C1307
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
4

内源水杨酸调控玉米种子低温萌发能力的作用机制研究

批准号:31501394
批准年份:2015
负责人:王洋
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目