AM真菌诱导的ZmPHR18调控玉米磷吸收的分子机制研究

基本信息
批准号:31902104
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:刘芳
学科分类:
依托单位:安徽农业大学
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:
菌根调控机理根系微生物互作养分吸收
结项摘要

The symbiosis between Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi and maize can significantly enhance the phosphate absorption of maize roots. However, little is known about the molecular mechanism of this process. In our previous study, a mycorrhizal-specific induced phosphate uptake-regulated gene ZmPHR18 was cloned in maize, and its function on the enhancement of phosphate absorption was verified in Arabidopsis thaliana by ZmPHR18 overexpression. In order to understand the function and molecular mechanism of this gene in maize, the ZmPHR18 overexpression and knockout maize lines will be used to analyze the function of ZmPHR18 on promoting phosphate uptake in maize-AM fungal symbiosis. Moreover, the transcriptome-proteomic analysis in combination with chromatin immunoprecipitation sequence will be employed to identify the target genes regulated by ZmPHR18, therefore, the influence of target gene changes on downstream functional genes can be clarified, and the molecular mechanism of AM fungi-induced ZmPHR18 regulating maize phosphate uptake will be analysis finally. Taken together, this project not only enriches the molecular mechanism of phosphate efficient utilization in plant-AM fungi interaction, provides theoretical guidance for breeding maize varieties and the application of AM fungal preparation, but also have great significance for expanding new ways of efficient utilization of nutrient in maize, promoting agricultural green development.

丛枝菌根(AM)真菌与玉米共生可以显著增强玉米根系对磷的吸收能力,但目前对其分子机制研究较少。项目申请人前期从玉米中克隆了一个菌根特异性诱导表达的磷吸收调控基因ZmPHR18,并在过表达拟南芥中初步探究了ZmPHR18促进磷吸收的功能,但是该基因在玉米-AM真菌共生体中促进玉米磷吸收的功能及分子机制尚不清楚。本项目拟利用ZmPHR18过表达和基因敲除的玉米转基因株系,分析ZmPHR18在玉米-AM真菌共生体中促进玉米磷吸收的功能;利用转录组-蛋白组联合分析结合染色质免疫共沉淀测序,筛选ZmPHR18调控的靶基因,明晰靶基因变化对下游功能基因的影响,从而解析AM真菌诱导的ZmPHR18调控玉米磷吸收的分子机制。研究结果可丰富作物与AM真菌互作促进磷高效利用的分子机制,为选育玉米磷高效利用新品种和AM真菌制剂应用提供理论依据,对拓展玉米营养元素高效利用新途径,促进农业绿色发展具有重要意义。

项目摘要

磷是植物三大营养元素之一,对植物的生长发育和产量至关重要。虽然土地是一个巨大的磷库,但其中可利用的有效磷含量却很少。如何提高磷的利用效率成为关乎国家粮食可持续生产、实现减肥增效、绿色增产的重大问题。AM真菌是一类与作物存在广泛共生关系的根际微生物,AM真菌共生可促进作物从深层土壤吸收磷。前期研究表明,AM真菌能有效促进玉米对磷的吸收,但相关分子机制还不清楚。本项目前期发现了一个在AM共生条件下显著上调表达的ZmPHR18基因,验证其受AM真菌特异性诱导表达。本项目创制了ZmPHR18过量表达及CRISPR敲除材料,利用过表达株系和基因敲除株系,在接种和不接种AM真菌条件下进行培养后,对植株的磷含量等相关生理生化指标测定,明确了ZmPHR18在玉米-AM真菌共生体中具有促进玉米磷吸收的功能。利用转录组-蛋白组联合分析,预测了ZmPHR18调控的下游靶基因;克隆候选靶基因的启动子序列,并构建相关载体,利用酵母单杂交和烟草瞬时表达系统验证了ZmPHR18对筛选到的靶基因ZmPHT1;11和ZmPHT1;9的调控作用;克隆靶基因ZmPHT1;11和ZmPHT1;9,利用转基因玉米及转基因拟南芥材料,对其基因功能进行鉴定,发现ZmPHT1;11和ZmPHT1;9基因具有促进磷吸收的功能。基于以上研究,本项目揭示了AM真菌诱导的ZmPHR18促进玉米对磷元素吸收的分子机制。本项目的研究丰富了AM真菌与作物共生促进作物磷吸收的研究,为选育玉米磷高效吸收新品种和AMF制剂应用提供理论依据,对促进绿色农业发展具有重要意义。

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

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
5

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

不同改良措施对第四纪红壤酶活性的影响

DOI:10.11766/trxb202008100444
发表时间:2022

刘芳的其他基金

批准号:81460225
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61173090
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:31171842
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81670662
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:71473019
批准年份:2014
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31701988
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:31371098
批准年份:2013
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:31460341
批准年份:2014
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81200913
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:81603300
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400017
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:61402345
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:61605072
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:81502070
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:81101042
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:81370823
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61573267
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81070650
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51367003
批准年份:2013
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41301054
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773133
批准年份:2017
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:81570202
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61501309
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:81302181
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:61673398
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51406105
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:81302035
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:60372045
批准年份:2003
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:41601150
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30900425
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:71073011
批准年份:2010
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31160235
批准年份:2011
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31302039
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:61304092
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:81270397
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51907044
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:31901589
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:31371802
批准年份:2013
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:21807018
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:30971914
批准年份:2009
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
批准号:60903040
批准年份:2009
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61170288
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:81704144
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11102141
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11405055
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50973031
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:31770009
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:71201037
批准年份:2012
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71871072
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:61871310
批准年份:2018
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:30570069
批准年份:2005
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:51605134
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:61304172
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:30540004
批准年份:2005
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20707040
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31400243
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:11771467
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:51775388
批准年份:2017
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:30500329
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41102173
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:71571054
批准年份:2015
资助金额:48.70
项目类别:面上项目
批准号:11502180
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:11071265
批准年份:2010
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:U1233119
批准年份:2012
资助金额:38.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81603391
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000812
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:81571211
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:71704097
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:31872928
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51401047
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:30970143
批准年份:2009
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:61802190
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81171654
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51607122
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:41877241
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:60073053
批准年份:2000
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:81202001
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:51303214
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:81670282
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31670907
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81701712
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71904168
批准年份:2019
资助金额:18.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60673097
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:51402035
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:11405197
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:81502119
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:31801596
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41101148
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:81770802
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11501292
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:41572267
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:21077133
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:81101537
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:10701083
批准年份:2007
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31460259
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81400748
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:81704064
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760333
批准年份:2017
资助金额:33.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:71802063
批准年份:2018
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81370659
批准年份:2013
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:61401042
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:31871866
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

玉米ZmCLE12多肽调控AM真菌共生信号转导的分子机制

批准号:31870415
批准年份:2018
负责人:李晓玉
学科分类:C0305
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
2

AM真菌与食真菌线虫对烟草砷吸收的调控及协同机制研究

批准号:41101232
批准年份:2011
负责人:华建峰
学科分类:D0709
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
3

转Bt基因棉对AM真菌磷转运基因表达及对菌根吸收、转运磷的影响

批准号:41271474
批准年份:2012
负责人:陈秀华
学科分类:D0711
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
4

ZmPht1;6调控玉米磷吸收转运的分子机制研究

批准号:31360058
批准年份:2013
负责人:于丽娟
学科分类:C0206
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目