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拟南芥AT hook家族基因(AHL5/9/11/12)维持茎顶端分生组织功能的分子机制

拟南芥AT hook家族基因(AHL5/9/11/12)维持茎顶端分生组织功能的分子机制
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  • 批准号:31671517
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:植物干细胞(C120407) |
  • 项目负责人:郭思义
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:河南大学
  • 资助金额:60万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 拟南芥;AT hook;家族;(AHL5/9/11/12);顶端分生组织
  • 英文关键词:Plant development;Shoot apical meristem;Arabidopsis AT hook genes;Functional genomics

项目摘要

中文摘要

茎顶端分生组织是植物地上部组织和器官发生的根源,分生组织细胞分裂和分化之间平衡的维持依赖于复杂的基因调控网络和信号传导途径。虽然调控茎顶端分生组织发育的一些重要基因已经报道,但对于多基因网络调控其发育的机制了解较少。AT hook是一种小型的DNA结合蛋白基序,该家族蛋白在植物的生长和发育过程中发挥重要作用。申请人前期研究发现,AT hook (AHL5/9/11/12)转基因植株表现出顶端优势缺失、生长缓慢和叶形改变等表型,与干细胞维持关键基因STM和WUS的突变表型相似。本申请项目拟在此基础上,通过CRISPR-Cas9等多基因敲除技术获得相应突变体,综合运用分子遗传学、细胞生物学、生物化学、转录组学等方法,深入研究AHL5/9/11/12与已有干细胞维持关键因子STM和WUS之间关系,揭示AT hook基因家族在茎顶端分生组织中的作用,进一步丰富植物干细胞维持与调控机制。

英文摘要

Shoot apical meristem (SAM) is the main source of stem cells where all aerial organs are produced. In order to fulfill this function, the meristem must maintain the balance between the self-renewal of a reservoir of central stem cells and organ initiation from peripheral cells. Although some important genes have been reported to regulate the development of SAM, the underlying mechanism has not been fully elucidated. The AT-hook family proteins with a small DNA-binding motif are implicated in the transcriptional co-regulation of target genes via regulating the chromatin architecture, which play important roles in plant growth and development. Transgenic knockdown of AT hook genes AHL5/9/11/12 in Arabidopsis leads to loss of apical dominance, retarded growth, and altered leaf shape, which are similar with loss-of-function mutants of the key regulators of SAM, SHOOT MERISTEMLESS (STM) and WUSCHEL (WUS), suggesting that the four AT-hook genes may play pivotal roles in the regulation of plant stem cell. Based on this, the biological functions of the four AT-hook family genes will be systemically investigated with CRISPR-Cas9 technology producing mutants, molecular genetic, biochemical, and transcriptomic approaches, which will help us better to reveal the function of AHL5/9/11/12 in SAM. The study will be a substantial aid in understanding the mechanism of plant stem cell maintance.

评估说明

    国家自然科学基金项目“拟南芥AT hook家族基因(AHL5/9/11/12)维持茎顶端分生组织功能的分子机制”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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