JIA专题|棉花生物技术育种—甘肃农业大学宿俊吉教授课题组发表敲低非典型蛋白激酶基因使陆地棉对盐和PEG胁迫更敏感的研究

文摘   2024-10-18 16:58   北京  






JIA专题 Special Issue

 棉花生物技术育种

Cotton Genomics, 

Biotechnology and 

Molecular Breeding


棉花(Gossypium spp.)作为全球不可或缺的重要作物,不仅是主要的天然纤维来源,还是主要的油料和动物饲料蛋白质来源。在我国,特别是西北内陆棉区,干旱和盐胁迫严重制约了棉花产量和纤维品质。bc1复合物激酶(ABC1K)是一种非典型蛋白激酶(aPK),在植物质体中起着至关重要的作用,但对于ABC1Ks在棉花中对非生物胁迫的反应知之甚少。

近期,农业大学进化与发育生物学学科团队宿俊吉教授课题组完成的题为“Knockdown of the atypical protein kinase genes GhABC1K2-A05 and GhABC1K12-A07 make cotton more sensitive to salt and PEG stress” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文),JIA) 2024年10期正式发表。

该研究在陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中鉴定到40个ABC1K基因,发现其不均匀地分布在17条染色体上。GhABC1K家族成员包括35对同源基因,并通过片段重复扩增。GhABC1K启动子序列包含多种与激素或非生物胁迫相关的顺式调控元件。qRT-PCR结果显示,暴露于不同非生物胁迫下,大多数GhABC1K基因表达均上调。其中GhABC1K2-A05GhABC1K12-A07在至少三种非生物胁迫中上调表达。通过病毒诱导的基因沉默VIGS技术进一步对这些基因进行了功能分析。与对照相比,在NaCl和PEG胁迫下,GhABC1K2-A05GhABC1K12 -A07棉花沉默植株中丙二醛MDA含量升高,过氧化氢酶CAT、过氧化物酶(POD和超氧化物歧化酶SOD活性降低,叶绿素和可溶性糖含量降低。此外,6个应激标记基因GhDREB2AGhSOS1GhCIPK6GhSOS2GhWRKY33GhRD29AGhABC1K2-A05GhABC1K12-A07沉默植株中受胁迫后表达水平显著下调。结果表明,敲低基因GhABC1K2-A05GhABC1K12-A07使棉花对盐和PEG胁迫更加敏感。

甘肃农业大学进化与发育生物学学科团队宿俊吉教授为该文章的通讯作者,王彩香研究员硕士毕业生李美丽为该文章共同第一作者。
该研究得到了国家自然科学基金和甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室开放课题的资助。


点击链接查看全文:

‍https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924000467
Cite the article:

Caixiang Wang, Meili Li, Dingguo Zhang, Xueli Zhang, Juanjuan Liu, Junji Su. 2024. Knockdown of the atypical protein kinase genes GhABC1K2-A05 and GhABC1K12-A07 make cotton more sensitive to salt and PEG stress. Journal of Integrative Agriculture, 23(10): 3370-3386.


研究团队简介


宿俊吉教授(第一排左二

进化与发育生物学学科团队

棉花生物育种课题组

甘肃农业大学生命科学技术学院进化与发育生物学学科团队宿俊吉教授领衔,主要开展作物生长发育关键基因分子调控机制及演化规律、寄生蜂系统分类与化石类群演替关系等方面研究。宿俊吉教授课题组主要从事棉花分子遗传调控机制及分子演化规律的研究,针对棉花早熟、株型和耐逆等主要性状,利用生物信息学分析、GWAS 和基因编辑等方法,开展目标性状优异等位变异及候选基因挖掘、基因功能分析及演化规律揭示和生物育种等方面的研究。先后承担完成国家自然科学基金面上项目、国家重大研发计划子课题和甘肃省自然科学基金重点项目等项目 10 余项;发表学术论文 80 余篇,其中 SCI 收录 30余篇;获国家(国际)发明专利 18件;参与育成了棉花新品种 6 个,获省部级科技进步奖 3 项,在我国西北内陆棉区棉花目标性状基因鉴定与功能分析等研究领域取得重要成果。

| 图文由甘肃农业大学进化与发育生物学学科团队宿俊吉教授课题组提供



专题|棉花生物技术育种  

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Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持


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