苜蓿复叶初级形态建成关键调控因子PPF2的分子机制研究及在苜蓿品质改良中的应用

基本信息
批准号:31900172
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:张静
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
发育基因调控生长信号转导
结项摘要

Alfalfa (Medicago sativa) is often referred to as "the queen of forage crops" because it is highly productive, drought tolerant and provides high quality forage over a long period of time. Since alfalfa leaves have significantly higher nutritive value than stems, the leaf/stem ratio could be the valuable criteria in alfalfa molecular breeding. Therefore, one approach to improve alfalfa quality can be to develop cultivars with high leaf/stem ratio. In this project, we isolated and characterized the loss-of-function mutants of PINNATE PENTAFOLIATA2 (PPF2) that exhibits pinnate-like compound leaves with five leaflets in Medicago truncatula. Genetic analysis suggests that PPF2 plays a critical role in the primary morphogenesis (PM) stage of compound leaves. Further investigations revealed that PPF2 encoding one BEL1-LIKE HOMEODOMAIN (BLH) protein interacted with the members of MtKNOXI proteins and inhibited the activities of MtKNOX7 in protein level. Additionally, SGL1/MtUFO module is involved in PM of compound leaf regulated by PPF2. This project will investigate the regulation network, including PPF2 and two key regulatory elements of compound leaf development, MtKNOXI and SGL1/MtUFO. It will shed the light on the compound leaf patterning in Medicago, and establish foundation to reveal the mechanism of compound leaf development. In addition, we will apply these key regulators for the molecular design of leaf patterning in alfalfa and provide the insights for the forage quality improvement of alfalfa.

紫花苜蓿由于产量大、耐旱性强等特点,被誉为“牧草之王”。由于苜蓿叶片的蛋白含量要显著高于茎,所以叶茎比是衡量苜蓿品质的一个关键指标,而提高叶茎比则是苜蓿品质改良的重要手段。在本项目中,我们分离了蒺藜苜蓿PINNATE PENTAFOLIATA2(PPF2)的突变体株系。该突变体小叶数目由三个变为五个,表明PPF2基因抑制了复叶初级形态建成过程。PPF2属于BEL1-LIKE基因家族,可以与MtKNOXI家族成员在蛋白水平互作并抑制MtKNOX7的活性。另外,MtUFO和SGL1也参与了PPF2调控的复叶初级形态建成过程。本项目拟对PPF2与MtKNOXI、MtUFO/SGL1这两类复叶发育关键调控因子之间的分子机制开展研究,这将为建立苜蓿复叶发育基因调控网络模型奠定基础。同时我们拟将这些关键因子应用到紫花苜蓿的复叶模式分子设计中,最终为紫花苜蓿遗传改良提供新基因元件及新策略。

项目摘要

Class I KNOTTED-like homeobox(KNOXI)基因是控制叶片形态进化多样性调控网络的一部分。在单叶和复叶物种中,它们在叶片发育中的具有特定时空表达模式,并与叶片复杂性程度相关。然而,KNOXI基因并未参与某些豆科植物的复叶模式建立,其调控机制尚不清楚。在这里,我们发现了一种抑制MtKNOXI功能的新途径,该途径介导了蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)从三出复叶模式到羽状五叶模式的转变。PINNATE PENTAFOLIATA2(PPF2)与MtKNOXI形成异源二聚体复合物,定位于细胞质中,阻止MtKNOXI进入细胞核直接激活下游靶基因UNUSUAL FLORAL ORGANS(MtUFO)的表达。同时,MtUFO的异位表达也会导致叶片呈现出羽状五叶模式。这些结果揭示了复叶植物叶片形态多样性的一个新的调控模式,即花发育的保守调控因子MtUFO和叶发育的保守调节因子MtKNOXI一同参与了羽状复叶模式的转变。

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

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
3

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
4

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019
5

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

Himawari-8/AHI红外光谱资料降水信号识别与反演初步应用研究

DOI:
发表时间:2020

张静的其他基金

批准号:61871082
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:31370309
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81372783
批准年份:2013
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:31301615
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11874249
批准年份:2018
资助金额:46.00
项目类别:面上项目
批准号:11871023
批准年份:2018
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:31301277
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:11201147
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51271207
批准年份:2012
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:81400988
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:51466008
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41706157
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:61102167
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:30400213
批准年份:2004
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11504218
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81900889
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61007011
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760048
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11104072
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:10979054
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11401108
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:81500868
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81860444
批准年份:2018
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61702522
批准年份:2017
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81341098
批准年份:2013
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51405401
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11801254
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51505319
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51471038
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:21502107
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301132
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:61402174
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660547
批准年份:2016
资助金额:33.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41872084
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:91846104
批准年份:2018
资助金额:43.00
项目类别:重大研究计划
批准号:40806030
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800380
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51608162
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:71303156
批准年份:2013
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61405028
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:81100060
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21205015
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:81000013
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:30360027
批准年份:2003
资助金额:15.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81400264
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:31901970
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:41261073
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81173025
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61674003
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:20803082
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704243
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:21573101
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:50301018
批准年份:2003
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1404810
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:61101209
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700814
批准年份:2017
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41867073
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81572545
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:30300299
批准年份:2003
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81402629
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:41103062
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:51508353
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872001
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31701360
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:11701127
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:31402300
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81203000
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21404091
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81273084
批准年份:2012
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81600028
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40901026
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:81070582
批准年份:2010
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:31400050
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21876190
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:11702004
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:21707096
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:41401117
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:81670030
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21101169
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:31300882
批准年份:2013
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61603186
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:51878095
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71603265
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29672024
批准年份:1996
资助金额:9.00
项目类别:面上项目
批准号:81660492
批准年份:2016
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:40502012
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20903054
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51304173
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:31201538
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81101748
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:61405024
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401149
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:41271004
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:21171134
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21105006
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:50643012
批准年份:2006
资助金额:9.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21041001
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:39370297
批准年份:1993
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
批准号:81671400
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51508152
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39070388
批准年份:1990
资助金额:3.00
项目类别:面上项目
批准号:11375229
批准年份:2013
资助金额:96.00
项目类别:面上项目
批准号:81402467
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:41572065
批准年份:2015
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81801316
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51201071
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:81500230
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81470231
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

KNOXI/ARP调控单元在豆科模式植物蒺藜苜蓿复叶发育中的功能研究

批准号:31371235
批准年份:2013
负责人:周传恩
学科分类:C0602
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

超长链脂肪酸在蒺藜苜蓿复叶发育中的功能研究

批准号:31671507
批准年份:2016
负责人:周传恩
学科分类:C1205
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
3

蒺藜苜蓿Unusual Floral Organs基因在复叶发育中的功能研究

批准号:31601989
批准年份:2016
负责人:晁跃辉
学科分类:C1601
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

霸王适应逆境的分子基础及其在紫花苜蓿遗传改良中的利用

批准号:31730093
批准年份:2017
负责人:王锁民
学科分类:C1602
资助金额:285.00
项目类别:重点项目