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冬小麦JA信号转导途径关键基因COI1、MYC2响应低温胁迫的分子机制

冬小麦JA信号转导途径关键基因COI1、MYC2响应低温胁迫的分子机制
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  • 批准号:31701348
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:作物生长发育生理(C130201) |
  • 项目负责人:张达
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:东北农业大学
  • 资助金额:25万元
  • 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: 小麦;COI1、MYC2;低温;胁迫
  • 英文关键词:Winter wheat;Low temperature ;Jasmonic acid(JA);Gene editing(CRISPR/Cas9);Molecular Response

项目摘要

中文摘要

植物激素是重要的信号分子,在非生物胁迫中起重要的作用。近期研究发现,低温与植物激素存在交互作用。东农冬麦1号是首例能在黑龙江省高寒地区安全越冬的冬小麦品种(可耐受-30℃低温),返青率大于85%,是抗寒研究的珍贵材料。我们前期构建了低温胁迫下冬小麦根茎(分蘖节)的micRNA库,对其靶基因的KEGG分析显示茉莉酸(JA)信号转导途径的关键基因COI1、MYC2变化明显,表明JA可能参与冬小麦对低温胁迫的应答。本研究以东农冬麦1号为材料,在大田自然降温条件下,分别于5℃、0℃、-10℃、-25℃取样根茎,克隆COI1、MYC2基因,生物信息学分析、预测及亚细胞定位,构建过表达载体和基因敲除载体(CRISPR-Cas9技术构建),遗传转化模式植物拟南芥(或二穗短柄草)及小麦,获得转基因植株,低温胁迫后检测其抗寒生理指标,验证COI1、MYC2基因的功能,揭示COI1、MYC2在冬小麦响应低温胁迫下的分子机制。

英文摘要

Plant hormone is an important signal molecular, and play a key role to responses to abiotic stresses. Recent study revealed that plant hormones interaction with low temperature. “Dongnongdongmai1” is a cultivated winter wheat which can endure cold temperature as low as -30℃ with a reviving rate of 85%,it’s the first variety which can overwintering in alpine region of “Heilongjiang” province, is the rarely material to resistance to freezing. We constructed the micRNA library which winter wheat roots(tillering node) under low temperature, analysis the KEGG of its target gene showed that the key genes COI1, MYC2 of jasmonic acid (JA) signal transduction pathways changed significantly, indicating that JA involved in responsing low temperature stress. The frost-tolerant wheat cultivar “Dongnongdongmai1” selected for this study, sampling tillering node under condition of differential temperature such as 5, 0, -10, and -25℃ in the field, we measured COI1 and MYC2 gene cloning、bioinformatics analysis、forecast and subcellular localization,construct the overexpression vector and knockout vector(use the CRISPR-Cas9 technology) ,then genetic transformation model plant Arabidopsis thaliana(or Brachypodium distachyon ) and wheat to obtain transgenic plants, detecting physiological indexes response to cold after low temperature treatment and verifying the gene function of COI1 and MYC2 to indicate the molecular mechanism of COI1 and MYC2 gene response cold, which can provide the theory and production basis for the research of hormone regulate winter wheat interact with cold.

评估说明

    国家自然科学基金项目“冬小麦JA信号转导途径关键基因COI1、MYC2响应低温胁迫的分子机制”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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