GmGBP1基因参与大豆光周期、温度和赤霉素协同调控开花时间的分子机制研究

基本信息
批准号:31771820
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:赵琳
学科分类:
依托单位:东北农业大学
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:Takato Imaizumi,李文滨,李敏敏,杨雪,王阔,李英华,郑艳红
关键词:
功能鉴定花发育光周期温度赤霉素
结项摘要

Soybean is a thermophilic and photoperiod-sensitive short-day plant, which narrows the adaptability of soybean vairiety and affects the effective exertion of yield level. GmGBP1 transcription factor is a very important promoting factor in soybean photoperiod and gibberellin (GA) controlling flowering pathways and the expression level is also induced by high temperature. The objectives of the present work aim to utilize the GmGBP1-overexpressing and GmGBP1-interferring transgenic plants and the control wild-type soybean as experiment materials to identify the alterations of photoperiod, temperature, photo-thermal comprehensive response sensitivity as well as GA response sensitivity treated by different photoperiod and temperature, or GA to clarify whether it is involved in the photo-thermal interaction and GA pathways regulating flowering time. On the other hand, data were integrated and analyzed to discover novel key genes by combining the ChIP-seq and RNA-seq data of GmGBP1 regulating the downstream target genes on the whole genomic and transcriptional levels, as well as the CoIP-MS data of protein interaction on the proteomic level. The research will be of significant meaning of theory and production by constructing regulatory network of GmGBP1 involved in the photoperiod, temperature and GA controlling flowering time and it will also provide new experimental data for improving soybean wide adaptability by the approach of genetic engineering.

大豆是喜温和光周期敏感的短日照作物,这一特性降低了大豆品种的适应性,影响产量水平的有效发挥。GmGBP1转录因子是大豆光周期和赤霉素开花途径中重要的促进因子,并且高温诱导该基因表达。本研究拟以GmGBP1过量表达、干涉植株及其对照野生型大豆为试验材料,一方面根据不同光温或赤霉素处理鉴定光周期、温度和光温综合反应敏感性,及对赤霉素反应敏感性的变化,阐明该基因是否作为整合因子参与光温互作和赤霉素途径调控大豆开花时间。另一方面,结合全基因组和转录组水平上ChIP-seq和RNA-seq获得的GmGBP1调控下游靶基因数据,以及蛋白质组水平CoIP-MS获得的蛋白互作数据,进行数据分析和整合,从而挖掘出新的关键基因,并最终构建GmGBP1参与大豆光周期、温度及GA调控开花时间信号传导网络系统,为通过基因工程手段来改良大豆广适性提供新的实验数据,具有重要的理论和生产实践意义。

项目摘要

大豆属于光周期敏感的短日照作物,这一特性降低了品种的适应性,影响产量水平的有效发挥。GmGBP1是大豆光周期调节开花的重要促进因子。在大豆中,SKIP有两个同源基因分别命名为GmGBP1与GmGBP2,二者氨基酸同源率达到96.73%。利用高效的大豆遗传转化技术,获得GmGBP1-ox过表达大豆植株,进行光周期反应基因功能验证,在长短日照下T3代转基因植株与野生型植株相比,株高明显高于野生型植株,开花早;GmGBP-i干涉植株相反。对大豆进行外施赤霉素处理,发现转基因大豆植株对赤霉素的反应敏感度显著高于野生型植株。蛋白半定量结果表明短日照和赤霉素均能诱导GmGBP1蛋白表达,上述结果说明GmGBP1转录因子为大豆光周期开花途径中的开花促进因子,并参与赤霉素促进大豆株高反应。利用ChIP-seq技术构建ChIP DNA文库及相关数据分析,鉴定出GmGBP1蛋白DNA-结合基序PIF4/PIF5(bHLH)-binding motif即PBE-box (CATGTG),GmGBP1通过与GmSAUR启动子PBE-box基序结合并抑制GmSAUR表达,RNA-seq测序表明GmGBP1能够抑制E2基因表达,并促进GmFT2a基因表达从而促进开花。利用BiFC和CoIP技术鉴定出GmGBP1互作蛋白GmGAMYB,获得GmGAMYB-ox过表达大豆植株,也表现出早花、早熟特征。确定了GmGBP1通过与GmGAMYB互作通过促进GmFULc的表达从而促进大豆开花和成熟。本研究阐明了GmGBP1基因作为正调节子参与光周期调控开花效应和GA效应的分子机制。

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

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
2

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021
3

卡斯特“网络社会理论”对于人文地理学的知识贡献-基于中外引文内容的分析与对比

卡斯特“网络社会理论”对于人文地理学的知识贡献-基于中外引文内容的分析与对比

DOI:10.13249/j.cnki.sgs.2020.08.003
发表时间:2020
4

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
5

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

赵琳的其他基金

批准号:81860564
批准年份:2018
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61273081
批准年份:2012
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:81403233
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:81200647
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71871212
批准年份:2018
资助金额:49.00
项目类别:面上项目
批准号:60474046
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:31101169
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81703159
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30500133
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600682
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:11801244
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:81202551
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60974104
批准年份:2009
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:30973064
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:61633008
批准年份:2016
资助金额:265.00
项目类别:重点项目
批准号:81573462
批准年份:2015
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:41807432
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71301161
批准年份:2013
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

大豆光周期调控开花的分子机制

批准号:31430065
批准年份:2014
负责人:刘宝辉
学科分类:C1307
资助金额:339.00
项目类别:重点项目
2

大豆LUX基因在光周期调控开花中的功能研究

批准号:31701445
批准年份:2017
负责人:芦思佳
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

剪接因子SIP1参与温度途径调控拟南芥开花时间的分子机制

批准号:31700274
批准年份:2017
负责人:刘磊
学科分类:C0207
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

大豆E1-like基因在光周期调控开花中的功能研究

批准号:31501330
批准年份:2015
负责人:徐美兰
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目