项目名称: 利用转录组与蛋白组关联分析揭示花生镉吸收转运的分子机制

项目编号: No.31671599

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2017

项目学科: 食品科学、农学基础与作物学

项目作者: 史刚荣

作者单位: 淮北师范大学

项目金额: 25万元

中文摘要: 花生籽粒镉含量偏高已成为制约我国花生出口的主要因素之一。如何控制花生籽粒镉污染,是当前花生栽培和食品安全面临的首要问题。目前,我们已基本搞清了花生籽粒镉积累品种间差异的生理机制,但对其分子机制尚不清楚。本项目拟以高/低镉积累花生品种为研究对象,采用RNA-Seq转录组测序技术和iTRAQ 蛋白组学分析技术,通过对镉诱导下花生根、茎、叶、种子(胚珠)的基因表达谱和蛋白质谱的品种间差异的比较和关联分析,挖掘不同组织中参与镉吸收转运的关键基因。采用RACE技术克隆参与镉吸收转运的未知关键基因,并进行亚细胞定位。采用qRT-PCR技术,分析不同组织中镉吸收转运关键基因的表达模式,探讨关键基因对花生镉代谢的调控机理。本项目的实施,有望构建花生镉吸收转运的分子调控网络,阐明花生种子镉积累品种间差异的分子机制,为通过分子遗传学方法筛选和培育镉污染预防花生品种、有效控制花生籽实镉污染提供理论依据。

中文关键词: 花生;镉积累;转录组学;蛋白质组学;分子机制

英文摘要: High cadmium (Cd) concentration in peanut kernel has become one of the principal factors that restrict the export of peanut. How to control Cd pollution in the peanut kernel is the most important problem in peanut safe production. Currently, the physiological mechanism of Cd accumulation in peanut kernel has been extensively studied, however, its molecular mechanism is not yet fully understood. The present project aims to investigate the responses of transcriptomic and proteomic profiling to Cd exposure and elucidate the molecular mechanism involved in the uptake and translocation of Cd in peanut. Transcriptomics and proteomics in roots, stems, leaves and seeds (ovules) of two contrasting peanut cultivars in seed Cd accumulation will be analyzed by using RNA-seq and iTRAQ (isobaric tags for relative and absolute quantitation) technology, under low Cd and control conditions. On the basis of this, integrative transcriptomic and proteomic analysis will be conducted to identify the key genes involved in the uptake and translocation of Cd in peanut. Thereafter, RACE (rapid-amplification of cDNA ends) technology will be utilized to clone the key genes involved in Cd uptake and translocation, and the subcellular localization will also be performed. The expression patterns of key genes in different tissues will be analyzed by using qRT-PCR. The implementation of the project is expectedly to build a molecular regulatory networks for Cd uptake and translocation in peanut plants, elucidate the the molecular mechanism of cultivar differences in seed Cd accumulation in peanuts, and provide a theoretical basis for effective control of peanut seed Cd pollution via screening and breeding of Cd pollution-safe cultivars by using molecular genetics methods.

英文关键词: Peanut;Cadmium accumulation;Transcriptomics;Proteomics;Molecular mechanisms

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