水稻产量相关跨膜类受体蛋白激酶LRK基因簇的功能分析及其作用机理初探

项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

查笑君

项目受资助机构

浙江师范大学

项目编号

31000741

立项年度

2010

立项时间

未公开

研究期限

未知 / 未知

项目级别

国家级

受资助金额

21.00万元

学科

生命科学-农学基础与作物学-作物基因组及遗传学

学科代码

C-C13-C1307

基金类别

青年科学基金项目

关键词

基因簇 ; 植物类受体蛋白激酶 ; 水稻产量 ; 基因互作 ; rice yield ; LRK gene cluster ; OseEF1A ; gene interaction

参与者

辛德东;金杨;叶晓帆;王超;涂世伟

参与机构

绍兴文理学院

项目标书摘要:高产是水稻育种的重要目标之一。前期研究以图位克隆的方法从野生稻中分离了一个与水稻高产相关的富亮氨酸重复类受体蛋白激酶(leucine-rich-repeat receptor kinases,LRKs)基因簇,共有8个LRK基因(LRK1-LRK8)组成。目前我们已证实LRK1基因在籼稻9311的背景下,表现出明显的增产效应。在此基础上,本项目拟对其余的LRK2、LRK4、LRK6、LRK7、LRK8基因的功能进行分析;同时采用酵母双杂交、免疫共沉淀等方法来筛选、分离并验证与LRK1跨膜受体蛋白互作的下游目标基因,分析下游目标基因的亚细胞定位和组织特异性表达,采用超表达和RNAi等方法分析其功能,初步阐明LRK基因簇的功能与作用机理。本项目的研究成果不仅能加深对水稻产量性状发育与调控的理解,而且对作物分子育种具有重要的理论与实践指导意义。

项目受资助省

浙江省

项目结题报告(全文)

高产是水稻育种的重要目标之一。该项目分析了与水稻产量相关的LRK基因簇中的基因的组织特异性表达,表明他们即有相似性又存在差异,说明在进化过程中基因簇中的基因功能可能发生某些特异性分化。将LRK2-8基因在日本晴中进行过表达分析,三叶期的表型表明他们可以不同程度的促进水稻生长发育。成熟期,LRK2提高了水稻的有效穗数。另外,发现LRK1降低水稻株高与GA的合成有关。为了探索LRK1的作用机理,采用酵母双杂的方法在水稻cDNA文库中筛选了其互作基因OseEF1A,并以BiFC的方法验证了其互相的作用。在日本晴中过表达OseEF1A,发现其愈伤和再生苗生长相对缓慢。本项目的完成为LRK基因簇的功能与作用机理初步分析提供重要实验数据,也为加深对水稻产量性状发育与调控的理解及作物分子育种提供重要的理论依据与实践指导。

  • 排序方式:
  • 1
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  • 1.A Leucine-Rich Receptor Like Kinase LRK2 Is Involved in the Regulation of Cold Tolerance and Yield in Rice

    • 关键词:
    • cold stress; LRK2; rice receptor-like protein; yield;IDENTIFICATION; PERCEPTION; EXPRESSION; RESPONSES; MEMBERS; STRESS;SHOOT
    • Yi, Huan;Zhao, Yarui;Wu, Xinting;Zhang, Mengting;Pan, Minwei;Ding, Siyuan;Huang, Jiaqi;Gu, Qing;Zha, Xiaojun
    • 《PLANTS-BASEL》
    • 2024年
    • 13卷
    • 24期
    • 期刊

    Low temperature affects rice growth and yield. Receptor-like protein kinases play an important role in plant growth and development. In order to reveal the role of a leucine-rich receptor like kinase LRK2 in low temperature stress and growth and development of rice. In this study, we used the obtained LRK2 overexpressing plants for experiments and the results show that the cold tolerance and yield of LRK2 overexpressing plants were higher than that of wild type. LRK2 has high homology with the phytosulfokine receptors (PSKRs) gene of different species, and LRK2 gene is responsive to phytosulfokine (PSK). In addition, we observed that the proline content of LRK2 overexpressing plants was significantly higher than that of the wild-type at low temperature, while the malondialdehyde content was significantly lower than that of the wild-type. Yeast two-hybrid screening and bimolecular fluorescence complementary analysis showed that LRK2 interacts with rice growth hormone response factor 24 (OsARF24) in vitro. These results suggest that LRK2 gene may be involved in the regulation of cold stress response and yield in rice. These findings will help us understand PSKR signaling in other grasses and support improvements in rice genetics.

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  • 2.植物翻译延伸因子eEF1A的研究进展

    • 关键词:
    • 翻译延伸因子 eEF1A 保守性 植物抗逆性 基金资助:2018年全国大学生创新创业训练项目(201810345020); 国家自然科学基金资助项目(31000741); 专辑:农业科技 基础科学 专题:生物学 分类号:Q943 手机阅读
    • 陈晓荣;陈昶旭;施力铭;周旭人;查笑君
    • 期刊

    真核翻译延伸因子eEF1A(eukaryotic translation elongation factor 1A)是参与蛋白质生物合成不可或缺的一部分,eEF1A可与一些蛋白互作参与植物病毒的复制和繁殖、介导细胞死亡和早叶衰老,同时也与植物抗逆性有关,且该基因在植物中表达较广泛且稳定,因此在某些条件下可做内参基因用于基因功能分析。简要阐述植物中eEF1A的保守型、与植物抗逆性的关系、与其他蛋白互作的关系,并进行了展望。

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  • 3.茭白低温胁迫下内参基因筛选和相关基因表达分析

    • 关键词:
    • 茭白;低温胁迫;内参基因;表达分析
    • 赵亚蕊;顾庆;查笑君;张尚法;杨梦飞
    • 《浙江师范大学学报》
    • 期刊

    为探究低温胁迫下茭白的最适内参基因,分别以低温(4℃)胁迫0,3,6,12,24,48,96 h的茭白叶片为材料,通过q RT-PCR技术和ge Norm,NormFinder,BestKeeper,ReFinder软件分析8个候选内参基因ACT,H2B,UBQ,GAPDH,β-actin,60s,SKIP,AQP的表达稳定性;并利用筛选出的最适内参基因组合β-actin,H2B和ACT对响应低温胁迫相关基因的表达水平进行分析.结果表明:在低温胁迫中CDPK的表达量在前期上调,随后下调;DREB/CBF的表达量也有上调,但总体呈现波动变化;ICE1和WRKY的表达量先显著上调,在24 h达到较高水平,后期表达量下降.结果显示,这些基因在茭白中可能以不同的方式响应低温胁迫,为后续茭白低温响应分子机制的研究奠定了基础.

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  • 5.Overexpression of the leucine-rich receptor-like kinase gene LRK2 increases drought tolerance and tiller number in rice

    • 关键词:
    • rice; LRK2; drought stress; tiller;ELONGATION-FACTOR 1; STRESS TOLERANCE; PLASMA-MEMBRANE; PROTEIN-KINASE;TRANSCRIPTION FACTORS; MERISTEM SIZE; ROOT-SYSTEM; WILD-RICE;ARABIDOPSIS; EXPRESSION
    • Kang, Junfang;Li, Jianmin;Gao, Shuang;Tian, Chao;Zha, Xiaojun
    • 《PLANT BIOTECHNOLOGY JOURNAL》
    • 2017年
    • 15卷
    • 9期
    • 期刊

    Drought represents a key limiting factor of global crop distribution. Receptor-like kinases play major roles in plant development and defence responses against stresses such as drought. In this study, LRK2, which encodes a leucine-rich receptor-like kinase, was cloned and characterized and found to be localized on the plasma membrane in rice. Promoter-GUS analysis revealed strong expression in tiller buds, roots, nodes and anthers. Transgenic plants overexpressing LRK2 exhibited enhanced tolerance to drought stress due to an increased number of lateral roots compared with the wild type at the vegetative stage. Moreover, ectopic expression of LRK2 seedlings resulted in increased tiller development. Yeast two-hybrid screening and bimolecular fluorescence complementation (BiFC) indicated a possible interaction between LRK2 and elongation factor 1 alpha (OsEF1A) in vitro. These results suggest that LRK2 functions as a positive regulator of the drought stress response and tiller development via increased branch development in rice. These findings will aid our understanding of branch regulation in other grasses and support improvements in rice genetics.

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  • 7.植物钙感受器及其介导的逆境信号途径

    • 郑仲仲;沈金秋;潘伟槐;潘建伟;
    • 《遗传》
    • 2013年
    • 07期
    • 期刊

    钙信号是植物生长发育和逆境响应的重要调控因子,是植物生理与逆境生物学研究领域中的热点之一。当植物细胞受到外界逆境刺激时,其胞内会产生具有时空特异性的Ca2 信号变化,这种变化首先被胞内钙感受器所感知并解码,再由钙感受器互作蛋白将信号传递到下游,从而激活下游早期响应基因的表达或相关离子通道的活性,最终产生特异性逆境响应。植物细胞通过感知胞内钙信号的变化如何识别来自外界不同性质或不同强度的刺激,是近几年植物生物学家所关注的科学问题。文章主要总结了近几年在植物钙感受器研究领域中的最新进展,包括钙依赖蛋白激酶(CDPKs)、钙调素(CaMs)、类钙调素蛋白(CMLs)、类钙调磷酸酶B蛋白(CBLs)及其互作蛋白激酶(CIPKs)等的结构、功能及其介导的逆境信号途径,并提供新的见解和展望。

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  • 8.真核翻译延伸因子eEF1A功能研究进展

    • 关键词:
    • 真核生物;翻译延伸因子1A(eEF1A);功能;作用机制
    • 高爽;查笑君;潘建伟
    • 《浙江师范大学学报》
    • 2013年
    • 04期
    • 期刊

    总结了近年来对于真核翻译延伸因子eEFlA生物学功能和作用机制研究的一些新进展,具体包括:eEFlA参与介导受损或错误折叠的蛋白质的降解;对微丝、微管骨架系统的组织与调控;参与调控细胞凋亡;参与细胞核输出氨酰-tRNA;与病毒基因组和RNA依赖性RNA聚合酶类(RNA-dependent RNA polymerase,RdRP)互作,参与病毒繁殖.阐述了对eEFlA进行研究的意义和价值,并提供了新的见解和展望.

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  • 排序方式:
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