隐花色素GmCRY1b过表达提高大豆耐荫性和产量的机制分析

基本信息
批准号:31871705
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:刘斌
学科分类:
依托单位:中国农业科学院作物科学研究所
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吕向光,李聪,穆若兰
关键词:
避荫反应转基因系大豆定点突变隐花色素
结项摘要

Soybean serves as the major source of vegetable protein and oil for human beings especially in china. Due to the low yield of soybean and the decrease of planting area, the total soybean production has been seriously insufficient for the huge demand in China. As a result, the soybean import dependence rate in china has been achieved more than 90% in recent years. Close planting and intercropping,which can theoretically improve the yields per unit and planting area,however cannot be effectively utilized because most soybean cultivars are inherent with severe shade avoidance responses (SAR) including increased plant height, lodging, reduced branching, and decreased immunity to plant pests and pathogens under shade condition. Cryptochrome is the major photoreceptor mediated low-blue-light induced SAR. Previously, we successfully knocked out the Cryptochrome genes in soybean by the clustered regularly interspaced short panlindromic repeats (CRISPR)-associated protein 9 (Cas9) system. The Gmcry1abcd quadruple mutants showed obvious shade avoidance syndromes even under normal sunlight condition. While GmCRY1b overexpression lines showed significant shade-tolerant and high yield per plant phenotype in shade condition. Taking that the GmCRY1s-mediated blue-light-signal transduction pathway is not clear yet, we plan to identify the GmCRY1b interacting protein and its downstream genes, and further dissect the molecular mechanism of how GmCRY1b suppresses the shade avoidance responses. This work will provide theoretical guidance and breeding materials for developing shade-tolerant and high-yield soybean cultivars.

大豆是世界上主要的植物蛋白和油脂来源。由于我国大豆单产较低和种植面积下降等因素导致国产大豆供应量严重不足,对外依存度已高达90%。密植和间套作理论上可以提高大豆单产和种植面积,但因导致多数品种表现明显的避荫反应症状(徒长、倒伏、分枝减少、抗逆性下降等)而不能有效发挥增产作用。隐花色素(CRY)是感应蓝光强度变化的主要光受体。本课题组前期工作探索了七个GmCRYs在大豆中的生物学功能,发现Gmcry1abcd四突变体在正常光照下表现明显的避荫反应症状,而GmCRY1b过表达大豆株系则在遮荫条件下表现显著的耐荫和高产表型,证实GmCRY1s在调控避荫反应过程中具有重要作用。由于GmCRY1s介导的蓝光信号转导通路尚不清楚,本究将通过多种技术手段鉴定GmCRY1b的互作蛋白和下游基因,解析GmCRY1b抑制避荫反应的分子机制,为培育耐荫高产大豆新品种提供理论依据和育种材料。

项目摘要

大豆是世界上主要的植物蛋白和油脂来源。由于我国大豆单产较低和种植面积下降等因素导致国产大豆供应量严重不足,对外依存度已高达90%。密植和间套作理论上可以提高单产和种植面积,但因导致多数大豆品种表现明显的避荫反应症状(徒长、倒伏、分枝减少、抗逆性下降等)而不能有效发挥增产作用。隐花色素(CRY)是感应蓝光强度变化的主要光受体。本项目通过基因编辑,探索了七个GmCRYs基因在大豆中的生物学功能。研究结果显示Gmcry1abcd四突变体在正常光照下表现明显的避荫反应症状,Gmcry2abc三突变体表现较弱的避荫反应症状,证实GmCRY1s在调控避荫反应过程中起主效作用。进一步研究发现蓝光激活的GmCRY1s促进豆科特异的bZIP转录因子STFs积累,STFs蛋白靶向GmGA2ox基因并上调其表达,从而降低内源赤霉素GA1的含量并抑制大豆茎秆伸长;反之,在弱蓝光条件下,GmCRY1s失活导致STF蛋白水平下降和GmGA2ox基因表达下调,活性赤霉素GA1获得积累从而促进大豆茎秆快速伸长避荫反应。GmCRY1b过表达大豆株系在遮荫条件下表现显著的耐荫和高产表型。本研究解析了GmCRY1抑制避荫反应的分子机制,为培育耐荫高产大豆新品种提供理论依据和育种材料。

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

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
2

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

地震作用下岩羊村滑坡稳定性与失稳机制研究

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1374
发表时间:2020
3

内质网应激在抗肿瘤治疗中的作用及研究进展

内质网应激在抗肿瘤治疗中的作用及研究进展

DOI:10.3969/j.issn.1001-1978.2021.12.004
发表时间:2021
4

煤/生物质流态化富氧燃烧的CO_2富集特性

煤/生物质流态化富氧燃烧的CO_2富集特性

DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20180900
发表时间:2018
5

~(142~146,148,150)Nd光核反应理论计算

~(142~146,148,150)Nd光核反应理论计算

DOI:10.7538/yzk.2022.youxian.0213
发表时间:2022

刘斌的其他基金

批准号:41771490
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61673165
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51006003
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61463037
批准年份:2014
资助金额:46.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:19901037
批准年份:1999
资助金额:4.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50577049
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:71173233
批准年份:2011
资助金额:44.00
项目类别:面上项目
批准号:31471638
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:49204049
批准年份:1992
资助金额:2.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21602139
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11701406
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59106044
批准年份:1991
资助金额:4.20
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21575044
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11171122
批准年份:2011
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:71372138
批准年份:2013
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:81100753
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41702190
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61073171
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:61872213
批准年份:2018
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81772148
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:60373007
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:21673172
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21101126
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:81300493
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30000220
批准年份:2000
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51709212
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600051
批准年份:2016
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61871450
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61571238
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:11774025
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:71503046
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31902035
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30771392
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:30700285
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30672598
批准年份:2006
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:61602388
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30170604
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:61072126
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:41904003
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41074031
批准年份:2010
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:70472017
批准年份:2004
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:81173520
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61863003
批准年份:2018
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60573121
批准年份:2005
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:30470471
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:60874025
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51602188
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60474067
批准年份:2004
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:51175191
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:61674076
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61771472
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:30972540
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21175049
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:60873250
批准年份:2008
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:11104011
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61300085
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10871077
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:30940041
批准年份:2009
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51606190
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40940021
批准年份:2009
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81303072
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71571117
批准年份:2015
资助金额:49.30
项目类别:面上项目
批准号:30460002
批准年份:2004
资助金额:18.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81471904
批准年份:2014
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:81774101
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41504048
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21202054
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470949
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61702061
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61274003
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51479104
批准年份:2014
资助金额:84.00
项目类别:面上项目
批准号:61905212
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771602
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:61903227
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401445
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:81401260
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61572101
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:41301528
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81770678
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:60173009
批准年份:2001
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:51575196
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11403049
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61174075
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31760653
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:49273171
批准年份:1992
资助金额:4.50
项目类别:面上项目
批准号:71171074
批准年份:2011
资助金额:42.00
项目类别:面上项目
批准号:61471160
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31370146
批准年份:2013
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:81241094
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30200263
批准年份:2002
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51701050
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671600
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:71703138
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171352
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:39570375
批准年份:1995
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:11571126
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51902256
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805528
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61302158
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81170453
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81000111
批准年份:2010
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31071639
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21271122
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41102183
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61571308
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:70871035
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51905414
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30972862
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:50673036
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:31170942
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:49672161
批准年份:1996
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:30860006
批准年份:2008
资助金额:28.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:70972055
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:81200575
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:30571785
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:40474016
批准年份:2004
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:81370384
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:30970808
批准年份:2009
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:49874042
批准年份:1998
资助金额:18.00
项目类别:面上项目
批准号:81772349
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:41602134
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900041
批准年份:2009
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51739007
批准年份:2017
资助金额:305.00
项目类别:重点项目
批准号:40173029
批准年份:2001
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:61373143
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81703516
批准年份:2017
资助金额:20.70
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31360228
批准年份:2013
资助金额:44.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30972793
批准年份:2009
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:61202406
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:81570250
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:69703007
批准年份:1997
资助金额:13.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60906025
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61432009
批准年份:2014
资助金额:320.00
项目类别:重点项目

相似国自然基金

1

大豆耐荫重要性状QTL分析及候选基因挖掘

批准号:31601328
批准年份:2016
负责人:武晓玲
学科分类:C1307
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

间作套种大豆耐荫抗倒的内源赤霉素调控途径研究

批准号:31201170
批准年份:2012
负责人:刘卫国
学科分类:C1309
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
3

用滩涂野大豆提高栽培大豆耐盐性及几种重要耐盐基因在其中的作用

批准号:30871462
批准年份:2008
负责人:於丙军
学科分类:C1304
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
4

大豆/玉米轮作提高玉米产量化感机理研究

批准号:30871487
批准年份:2008
负责人:宋日
学科分类:C1309
资助金额:28.00
项目类别:面上项目