IAA調控棉纖維起始與分化發育的表觀遺傳機制研究

《IAA調控棉纖維起始與分化發育的表觀遺傳機制研究》是依託浙江大學，由陳進紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：IAA調控棉纖維起始與分化發育的表觀遺傳機制研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：陳進紅
• 項目類別：面上項目

項目摘要

棉花是世界上最重要的纖維作物。棉纖維是胚珠表皮細胞經分化、發育形成的單細胞纖維，其起始分化階段是影響棉纖維產量與品質的重要時期。IAA對棉纖維起始分化發育有重要影響，但其分子調控機理還缺乏系統研究。本項目擬以胚珠內源IAA含量差異明顯的轉iaaM基因棉花種質系IF11及其受體J-14為材料，基於新一代高通量測序技術small RNA-Seq和全基因組亞硫酸氫鹽測序（WGBS），運用SL-RTPCR和5'-RLM-RACE等技術結合miRDeepFinder和RepeatMasker等方法從全基因組規模解析鑑定棉纖維起始與分化發育階段miRNAs表達及DNA甲基化特徵，探尋棉纖維起始與分化發育階段“IAA—miRNAs—DNA甲基化”間的相互聯繫，明確IAA調控棉纖維起始與分化發育的表觀遺傳機理，以豐富棉纖維分化發育的調控理論，並為利用分子手段創製優異的棉花新種質提供基礎。

結題摘要

棉纖維起始發育階段是影響棉纖維產量與品質的重要時期。IAA對棉纖維起始發育有重要影響，但其分子調控機理還缺乏系統研究。本項目研究通過以胚珠內源生長素含量差異明顯的轉iaaM基因棉花種質IF11和受體材料，及通過對TM-1外施IAA，內源與外源兩條途徑，結合高通量測序技術（Small RNA-Seq）和全基因組亞硫酸氫鹽測序（WGBS）等方法解析鑑定了棉纖維起始發育階段MicroRNA及其DNA甲基化特徵，鑑定到了一批IAA表達水平不同引起棉纖維起始發育階段差異表達的新miRNAs，分析了差異表達的miRNA的靶基因涉及的調控網路，重點驗證了ghr-miR156c、ghr-miR7504a、ghr-miR73、ghr-miR393、ghr-miR11和ghr-miR37等6個差異表達的miRNAs及與之對應的SPL9、CRE1、TIR1、PSF、MYB33、bZIP和DELLA等7個靶標基因之間的關係與在纖維起始分化中的重要功能；明確了IAA對纖維起始期棉花胚珠DNA甲基化的特徵有影響，並通過影響DNA甲基化調控棉花纖維起始發育。本研究揭示了IAA影響棉纖維起始發育的轉錄調控機制,初步明確了IAA調控棉纖維起始發育的表觀遺傳機理，，並為分子手段創製優異棉花新種質提供了理論基礎。