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戴成

硕士生导师
教师姓名:戴成
教师拼音名称:Daicheng
电子邮箱:
所在单位:植物科学技术学院
学历:博士研究生毕业
学位:博士
职称:副教授
在职信息:在职
毕业院校:中国科学院上海植物生态研究所
所属院系:植物科学技术学院
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科学研究
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研究领域

    1)建立高效的油菜CRISPR/Cas9基因编辑系统,对其在油菜中基因编辑的效率、编辑的特点以及后代遗传规律进行系统研究。

    油菜是我国重要的油料作物,油菜基因组序列公布以来,调控油菜重要农艺性状相关基因的功能研究凸显重要。与经典的定位基因的方法相比,CRISPR/Cas9基因编辑技术可以高效稳定的创制突变体,用于功能基因组学的研究。我们首次将CRISPR/Cas9基因编辑系统引入油菜基因功能研究,系统的评价了基因编辑效率、编辑特点以及后代遗传规律。同时创制大量的油菜突变体,为油菜基因功能研究和遗传改良提供材料 Yang et al., 2017)。同时,我们在原有的CRISPR/Cas9基因组编辑载体上导入荧光蛋白GFP。在拟南芥、油菜、大豆和草莓中的转化结果表明,利用GFP荧光筛选,提高了转基因植株的鉴定效率;同时,后代中不含有转基因标签的植株也可以利用GFP信号进行筛选。该系统编辑效率高,适用范围广,可以广泛应用于其他作物突变体的创制工作中 Tang et al., 2018)。

    2)油菜自交不亲和分子机制研究。

    自交不亲和(Self-incompatibility)是显花植物促进异交,防止自交衰退的一种重要机制。利用同源克隆的方法,我们获得了油菜MLPK的同源基因,对其功能验证表明,MLPK是油菜自交不亲和的正调控因子(Chen et al., 2019);利用蛋白磷酸化组学,我们分析在在油菜亲和/不亲和授粉前后蛋白磷酸化水平的变化,从中我们筛选出一些可能的调控因子,为后续解析SCR-SRK介导的油菜自交不亲和信号途径奠定了坚实的基础 Duan et al., 2020a)。

    ZML1亚家族是GATA转录因子家族的重要成员。通过对转录组数据及qRT-PCR数据分析发现,亲和授粉诱导BnaA5.ZML1表达。在自交不亲和材料“W-3”过表达BnaA5.ZML1可以部分的打破自交不亲和;利用CRISPR/Cas9敲除BnaA5.ZML1则会影响亲和反应。说明BnaA5.ZML1是一个亲和因子。进一步的结果表明,自交不亲和的正调控因子SRKARC1的表达量在BnaA5.ZML1过表达材料中下调表达,而在突变体材料中上调表达;双荧光素酶实验验证了BnaA5.ZML1抑制了SRKARC1的表达。蛋白水平的研究结果发现,BnaA5.ZML1SRK的激酶区域互作,促使BnaA5.ZML1在细胞质中富集(Duan et al., 2020b 。此外,利用基因编辑的方法,我们创建了新的甘蓝型油菜自交不亲和系(Dou et al., 2021),为后续甘蓝型油菜自交不亲和系分子机制研究奠定了重要的基础。

    3)赤霉素信号负调控因子BnaRGA对甘蓝型油菜农艺性状调控的分子机制研究。

    在检测甘蓝型油菜不同种质资源的抗旱性时,我们发现赤霉素信号负调控因子BnaRGA同源拷贝基因BnaC07.RGABnaA06.RGA功能获得型突变体ds-3bnaa06.rga-D在苗期的抗旱能力显著提高;同时利用CRISPR/Cas9创制的RGA功能缺失型四突变体bnarga表现对干旱处理更加敏感。利用BnaA06.RGA为诱饵蛋白筛选酵母双杂交文库,获得了一个与BnaA06.RGA互作的蛋白,序列比对结果显示该蛋白是拟南芥ABF2在油菜中的同源基因BnaA10.ABF2。进一步实验证明,RGA四个同源拷贝基因与油菜BnaA10.ABF2编码的蛋白两两互作,调控ABF2下游干旱响应基因的表达水平 Wu et al., 2020)。

    BnaRGA的突变体种子含油量测定后发现,BnaC07.RGABnaA06.RGA功能获得型突变体ds-3bnaa06.rga-D种子中含油量显著下降,功能缺失型四突变体bnarga在种子发育早期表现出显著上升。同时发现,种子中有关脂肪酸合成和降解途径相关基因的表达显著发生变化。进一步研究表明,RGA蛋白通过与LEC1蛋白互作调控油菜脂肪酸的合成与降解(Yan et al., 2021)。


专利
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著作成果
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