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转录因子OsERL1在水稻叶片形态发育中的分子调控机制研究

转录因子OsERL1在水稻叶片形态发育中的分子调控机制研究
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  • 批准号:31770195
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:植物结构与功能(C020101) |
  • 项目负责人:张光恒
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中国水稻研究所
  • 资助金额:60万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2021年12月31日
  • 中文关键词: 转录因子;OsERL1;水稻;形态;发育
  • 英文关键词:Leaf ;Vascular tissue;Rice;Morphological development;Regulation mechanism

项目摘要

中文摘要

叶片是水稻进行光合作用主要场所,是株型的重要组成部分,与产量密切相关。目前,在水稻中虽已克隆了20多个叶形发育相关基因,但相比拟南芥,研究还不够深入,尤其是转录因子对水稻叶片极性发育中的调控机制方面研究还鲜有报道。本研究在通过EMS诱变粳稻日本晴,分离获得半显性极卷叶突变体erl1基础上,利用图位克隆获得属于HD-ZIP III基因家族的半显性水稻叶片卷曲度调控转录因子OsERL1;借助遗传学、形态学和分子生物学技术,综合CHIP-seq与RNA-seq分析结果,并通过CRISPR/Cas9进行OsERL1调控靶位点和上下游相关互作基因的遗传功能验证, 解析OsERL1在水稻叶极性发育中分子机制及其调控网络;结合杂交水稻株型育种,探讨半显性叶形调控基因OsERL1育种价值,为超级稻分子设计育种奠定坚实的材料基础并提供理论指导。

英文摘要

As a principle organ in rice, leaf is involved in the function of photosynthesis. Leaf size is a major determinant of plant architecture and strongly affects yield performance. To date, more than 20 genes involved in leaf morphological development have been identified and characterized, but functional research on leaf development are not in-depth studied, compare with that in Arabidopsis thaliana, especially in the regulation mechanism of transcription factors on leaf polarity development. In a previous study, a semi-dominant extreme rolled leaf mutant erl1 was obtained from EMS-induced mutagenesis of japonica rice Nipponbare and identified. Map-based cloning indicated that semi-dominant leaf rolling transcription factor OsERL1 encodes a member of class III HD-ZIP gene family. Molecular mechanism and regulatory pathway on leaf polarity development were carried out by the use of technology of genetics, morphology and molecular biology, and integrated with the analysis result of CHIP-seq and RNA-seq. CRISPR/Cas9 gene knockout technology was used to verify the regulatory target sites of OsERL1 and the genetic interactions among genes involved in pathways. It is of great material foundation and theoretical guidance to further explore the regulatory network of rice leaf morphogenesis for molecular design breeding of super rice.

评估说明

    国家自然科学基金项目“转录因子OsERL1在水稻叶片形态发育中的分子调控机制研究”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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