赤霉素对麻疯树雌雄花分化和发育调控的机制研究

基本信息
批准号:31760198
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:35.00
负责人:徐刚
学科分类:
依托单位:贵州大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙学广,高超,雷世康,李雪
关键词:
麻疯树激素调控赤霉素花性别发育个体发育
结项摘要

Jatropha curcas L is thought as a promised idea biofuel material. It is a sexual dimorphism monoecism plant. It is reported that the small ratio of female to male flowers (1/10—1/30) was one of the critical factors to response for the low seed yield of J. curcas. Previous studies suggested that the application of exogenous gibberellins acid (GA) could increased both the number of female flower the ratio of female flower to male flower. In the previous studies, the gene expression profile analysis showed that GA would promoted the carpels differentiation in female flowers and/or the pollen maturance in male flowers. In this study, the inflorescence buds before the initiation of sex-differentiation and that after the finish of sex-differentiation will be treated with exogenous GA and GA-biosynthesis inhibitor at different concentrations, respectively. The gene expression profiles will be constructed from inflorescence buds of different treatment, and GA-regulated genes will be selected based on the analysis of differently expressed genes. The GA-regulated genes related to sex development will be preliminarily screened out from GA-regulated genes based on the sex related genes selected from gene expression profiles constructed from the flower buds at different development stages of sex differentiation and the flower buds at different development stages of micro- and macro-spore genesis and male and female gametophytes development. The GA-regulated genes related to sex development will further be identified, based on the concentration of endogenous GA in flower buds at different development stages and the expression of preliminarily selected GA-regulated genes related to sex development in male, female and/or bisexual flower that developed from the inflorescence buds treated with GA and GA-biosynthesis inhibitor, and in the flower buds at different development stages of flower. The functions of these GA-regulated genes related to sex development will be intensive studied, and threw light on the mechanism that GA apply to regulate the sex development of flower in J. curcas.

麻疯树是一种很有开发前途的优良生物能源树种,雌雄异花同株。在自然情况下,麻疯树的雌、雄花比例很低(1/10—1/30),这也是麻疯树种子产量低下的一个主要原因。外施适量浓度的赤霉素可增加雌花的数量和雌、雄花比例。分析麻疯树花性别发育不同时期的基因表达谱发现赤霉素可能在雌花的心皮分化和雄花花粉粒成熟期起重要作用。本研究将用不同浓度的外源赤霉素及其生物合成抑制剂分别处理性别分化前的和完成性别分化的花序芽,建立不同处理花序芽的基因表达谱,分析差异表达基因,找出赤霉素调控基因,结合前期工作筛选出的性别发育相关基因,初步确定受赤霉素调控的性别发育相关基因。分析这些基因在由处理花序芽发育而来的雄花,雌花(和)或两性花中的表达情况,结合花发育不同时期这些基因表达情况及內源赤霉素含量,确定受赤霉素调控的性别发育相关基因,深入研究这些基因的功能,从而深入而全面揭示赤霉素影响麻疯树花性别发育机制。

项目摘要

有研究表明外施赤霉素可以增加麻疯树雌花数目和雌雄花比例,而其中机制还不清楚。本项目分析了麻疯树花发育不同时期的花蕾中内源激素含量变化,结合花发育不同时期转录组数据分析来研究赤霉素对麻疯树花发育影响的机制。分析了麻疯树雄花小孢子发生和雄配子体发育过程主要阶段的花芽的蛋白质组,对蛋白质组和转录组进行了联合分析。克隆了与麻疯JcGASA1和JcCAL-like1这两个基因,并转化烟草验证其在花发育中的作用;对这两个基因进行了启动子元件分析,通过酵母单杂筛选其激素响应元件互作的转录因子。通过酵母单杂和酵母双杂来筛选与JcGASA6互作的上下游基因。结果如下:.1)生长素有助于雄花花粉粒成熟期的发育。GA4和GA7更有利于雌花的分化和发育;GA1有利于雄花小孢子母细胞减数分裂和游离小孢子发育,以及雌花胚乳成熟期的发育;GA3参与了雄花和雌花的大小孢子母细胞减数分裂。茉莉酸参加了雄花花粉粒成熟期和雌花胚囊成熟期发育。同时还发现了一批可能参与花发育的激素合成相关基因和激素信号途径基因。.2)赤霉素可能通过调空JcCAL A-Like,JcGASA6和 JcGAST1基因的表达来影响花的发育。JcCAL A-Like和 JcGAST1这两个基因的转录受赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸这四种植物激素的调控。赤霉素负调JcCAL A-Like的转录,而茉莉酸正调其转录,而JcGAST1刚好相反。JcGASA6和JcGAST1除了是赤霉素信号途径下游组分,同时也是多种激素(尤其是茉莉酸)信号途径的cross-talking 的节点。.3)开花相关基因JcFLX、脱落酸受体JcPYL9 和JcAP2能从转录水平正调JcGASA6基因的表达。JcCAL A-Like和JcGAST1的表达受AT-hook motif nuclear-localized protein 9、bZIP transcription factor 11和transcription factor RF2a、AT-hook motif nuclear-localized protein 19和zinc finger A20 and AN1 domain-containing stress-associated protein等转录因子的调控。.本研究为进一步全面和更深入研究赤霉素调控花发育的机制奠定了基础。

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

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019
2

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20200115
发表时间:2020
3

高龄妊娠对子鼠海马神经干细胞发育的影响

高龄妊娠对子鼠海马神经干细胞发育的影响

DOI:10.7499/j.issn.1008-8830.2003213
发表时间:2020
4

黄土高原生物结皮形成过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

黄土高原生物结皮形成过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

DOI:10.13866/j.azr.2022.02.13
发表时间:2022
5

蛹期薜荔榕小蜂的琼脂培养

蛹期薜荔榕小蜂的琼脂培养

DOI:
发表时间:2021

徐刚的其他基金

批准号:70401002
批准年份:2004
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91961115
批准年份:2019
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:41406078
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20606030
批准年份:2006
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51402293
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:81503649
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41573120
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:51309125
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31060103
批准年份:2010
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61501416
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:70522201
批准年份:2005
资助金额:6.00
项目类别:联合基金项目
批准号:20601016
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61701106
批准年份:2017
资助金额:25.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21808035
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61175127
批准年份:2011
资助金额:51.00
项目类别:面上项目
批准号:31400333
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:11874022
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:31460184
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81102144
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50876108
批准年份:2008
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:21878264
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11675098
批准年份:2016
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:40973073
批准年份:2009
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:41001137
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:41473090
批准年份:2014
资助金额:97.00
项目类别:面上项目
批准号:60175026
批准年份:2001
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
批准号:81270438
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:50452003
批准年份:2004
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21773245
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61866023
批准年份:2018
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81170722
批准年份:2011
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:39070896
批准年份:1990
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:11204359
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61274004
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51404189
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:21071088
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:11175112
批准年份:2011
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:51577120
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

麻疯树(Jatropha curcas L)性别分化机制的研究

批准号:31060103
批准年份:2010
负责人:徐刚
学科分类:C1605
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
2

麻疯树大小孢子发生和雌雄配子体发育机制的研究

批准号:31460184
批准年份:2014
负责人:徐刚
学科分类:C1605
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
3

麻疯树胚乳油脂积累调控因子的鉴定和功能研究

批准号:31370674
批准年份:2013
负责人:杨明峰
学科分类:C1610
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

麻疯树杀虫活性成分及其作用机理的研究

批准号:30870245
批准年份:2008
负责人:李静
学科分类:C0209
资助金额:30.00
项目类别:面上项目