《楊樹生物鐘節律PRRs基因家族的功能及調控機制研究》是依託南京林業大學，由諸葛強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：楊樹生物鐘節律PRRs基因家族的功能及調控機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：諸葛強
- 依託單位：南京林業大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
生物節律是一種生物內在的、複雜而精細的生理調節系統，它使植物得以根據外界環境的周期性變化來協調自身新陳代謝及各種生理過程，從而與環境保持同步。以往對於生物鐘節律的研究對象多以擬南芥或草本等一年生植物為主，而直接反應多年生植物特別是多年生木本楊屬植物生物鐘節律的分子機理研究甚少。楊樹生物鐘節律的分子機制是什麼？PRRs基因家族的功能是什麼？PRRs家族相關成員是如何調控的？這些關鍵科學問題的解決對楊樹生長發育的研究具有重要意義。本項目利用高通量測序技術獲得楊樹全基因組晝夜節律不同時段轉錄組數據，在楊樹基因組序列信息的基礎上，克隆鑑定楊樹生物鐘節律PRRs基因家族，並結合螢光定量PCR技術和過表達及RNAi技術，分析楊樹生物鐘節律PRRs基因家族功能及分子調控機制。本項目研究成果將為楊樹遺傳改良提供理論依據。
結題摘要
生物節律是一種生物內在的、複雜而精細的生理調節系統，它使植物得以根據外界環境的周期性變化來協調自身新陳代謝及各種生理過程，從而與環境保持同步。以往對於生物鐘節律的研究對象多以擬南芥或草本等一年生植物為主，而直接反應多年生植物特別是多年生木本楊屬植物生物鐘節律的分子機理研究甚少。本項目利用高通量測序技術獲得楊樹全基因組晝夜節律不同時段轉錄組數據, 根據已知的擬南芥AtPRR基因家族序列，基於楊樹全基因組序列信息，在楊樹中克隆獲得了生物鐘節律相關基因PtPRR家族成員和PtPIF家族成員11個，以及抗逆相關基因PtNDPK2、SnRK2、 DXS、DXR等6個。結果表明PIF3是植物生物節律通路中的一個重要基因，轉錄組數據表明PIF3在早晨高表達。而在全黑暗處理後的楊樹中，PePIF3a和PePIF3b均表現出了表達節律的紊亂，這表明PePIF3a和PePIF3b的表達與光調節息息相關。在鹽脅迫和乾旱脅迫處理後的楊樹中，各組織中PePIF3a的表達量顯著提高，而PePIF3b的表達量有所降低。重組載體轉化 “南林895”楊，並對PePIF3a、PePIF3b過表達株系進行抗逆性分析。脅迫處理後的表型觀察和生理指標鑑定都表明PePIF3a過表達株系的抗逆性有顯著提高。表明PePIF3a在楊樹非生物脅迫應答中起到了正調節的作用。獲得了一批轉生物鐘節律基因和抗逆相關基因楊樹植株，為培育抗逆轉基因楊樹新品種奠定了基礎。本項目已發表研究論文19篇, 其中SCI論文13篇，培養研究生6人。已完成項目任務各項目標考核指標。
