项目名称: ZmDREB2.7功能变异位点的鉴定与基因功能的研究

项目编号: No.31501319

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 食品科学、农学基础与作物学

项目作者: 刘升学

作者单位: 中国科学院植物研究所

项目金额: 20万元

中文摘要: 我国玉米生产频繁受到干旱胁迫的威胁,所以玉米耐旱性的遗传改良的研究尤为重要。我们前期的工作发现,在玉米基因组中ZmDREB2.7基因的遗传变异与苗期耐旱性极显著相关,并且确定该基因编码区上游的遗传变异可能存在导致玉米耐旱性改变的功能位点。本研究中我们将对不同抗感玉米材料中ZmDREB2.7启动子及其上游区域进行深入分析,明确该基因的功能变异位点,并阐明其在调控ZmDREB2.7基因表达的作用机理。本研究还将通过分析组成型启动子和自身诱导型启动子驱动表达ZmDREB2.7的两类转基因玉米材料鉴定ZmDREB2.7调控的下游靶基因,并分析两种转基因材料的耐旱性和其它重要农艺性状。此外,我们还将通过构建ZmDREB2.7不同等位基因型的近等基因系材料,研究该基因优异等位基因型在改良玉米耐旱性实际生产中的应用价值。因此,本研究成果将可能为玉米耐旱的分子设计育种提供新的理论基础和实践方案。

中文关键词: 水分胁迫;等位变异;关联分析;转基因;功能分析

英文摘要: The production of maize (Zea mays L.) is frequently threatened by drought stress in China. Thus, increased drought tolerance is a priority target in maize breeding programs. DREB transcription factors have been demonstrated to play an important role in drought response and tolerance. Our previous research has demonstrated that the genetic variation of ZmDREB2.7 gene significantly associated with drought tolerance, and the DNA polymorphisms in the gene promoter region, but not those in the protein coding region, contributed to observed variations in maize drought tolerance. Therefore, it is necessary to study the promoter of the ZmDREB2.7 gene to identify functional variation and characterize its molecular function in response to drought stress. We hope new drought-inducible promoters would be found and provided for maize genetic engineering. In order to determine the biological functions of ZmDREB2.7 gene on drought tolerance in maize, transgenic plants will be created. In order to gain insight into the differences in drought tolerane and yield related traits exhibited by ZmUbipro:ZmDREB2.7 and ZmCIMBL70-pro:ZmDREB2.7 transgenic maize plants, series of agriculturally important traits will be phenotyped. In addition, ChIP-seq/ChIP-qPCR and EMSA assay will be carried out to identify the target gene of ZmDREB2.7. Furthermore, near isogenic-lines with different ZmDREB2.7 alleles will be constructed to study genetic effect of the tolerant allele. The result will provide a valuable genetic resource for enhancing maize drought tolerance by marker assisted breeding and transformation technology.

英文关键词: Water stress ;Allelic variation;Association analysis ;Transgenics ;Functional analysis

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