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大豆半胱氨酸蛋白酶抑制基因Glyma18g12240在根瘤衰老过程中的功能及调控机理研究

大豆半胱氨酸蛋白酶抑制基因Glyma18g12240在根瘤衰老过程中的功能及调控机理研究
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  • 批准号:31701346
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:作物生长发育生理(C130201) |
  • 项目负责人:袁松丽
  • 负责人职称:助理研究员
  • 依托单位:中国农业科学院油料作物研究所
  • 资助金额:23万元
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 大豆;半胱氨酸蛋白酶抑制基因;Glyma18g12240;根瘤;衰老
  • 英文关键词:Oil crops;Nitrogen ;Nitrogen fixation ;Interaction ;Utilization efficiency

项目摘要

中文摘要

豆科植物与根瘤菌之间的共生固氮系统对农业、生态具有重要意义。延缓根瘤衰老、延长固氮时间,是协调大豆固氮效率与氮肥施用之间关系的有效途径。半胱氨酸蛋白酶在豆科植物中广泛存在并参与调控根瘤的衰老,明确半胱氨酸蛋白酶抑制蛋白在根瘤衰老中的作用及调控机理是发现参与调控根瘤衰老的半胱氨酸蛋白酶的有效方法。本项目前期工作已鉴定出半胱氨酸蛋白酶抑制基因Glyma18g12240,在此基础上,本项目将此基因转化到大豆中,并通过石蜡切片观察、细胞凋亡检测、电镜观察等方法对Glyma18g12240转基因植株中根瘤的衰老特征进行研究;通过酵母双杂交等方法筛选与其互作的半胱氨酸蛋白酶,并验证它们在根瘤衰老中的生物学功能;通过酶活性抑制实验检测Glyma18g12240对其调控的半胱氨酸蛋白酶的活性抑制效应。本项目的开展将为揭示根瘤衰老提供分子生物学证据,对提高大豆品种的固氮效率具有重要的理论价值和应用前景。

英文摘要

The root nodule symbiosis (RNS) between legume plants and rhizobia has critical importance in agriculture and mesology. Delaying the nodule senescence and extending the nitrogen-fixation time are effective ways to coordinate the relationship between nitrogen fixation efficiency and nitrogen application. Cysteine proteases are widely existed in legumes and involved in regulating nodule senescence. Exposing the biological function and regulation mechanism of cystatins in the nodule senescence is an effective method to find the cysteine protease involved in the regulation of nodule senescence. This study use a soybean cystatin Glyma18g12240, which identified from our previous study, as the candidate gene for soybean transformation, by paraffin section observation, TUNEL detection and electron microscopy observation to study the nodule senescence of transgenic plants of Glyma18g12240; by yeast two-hybrid method, and so on, to screen the cysteine proteases, which interacted with Glyma18g12240, and test their biological function in nodule senescence; by cysteine protease activity inhibition assay to detect the inhibitory effect of Glyma18g12240 on the cysteine proteases, which regulated by Glyma18g12240. This study provided the evidence of molecular biology for revealing the nodule senescence, and has important theoretical value and application prospect for improving the efficiency of nitrogen fixation of soybean.

评估说明

    国家自然科学基金项目“大豆半胱氨酸蛋白酶抑制基因Glyma18g12240在根瘤衰老过程中的功能及调控机理研究”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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