多胺调控橡胶树死皮发生分子机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31570684
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1611.经济林学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Tapping panel dryness (TPD) is the primary limiting factor on the yielding increase of natural rubber, therefore solving TPD is a prerequisite for increasing natural rubber yields in rubber tree. It was reported that TPD was a programmed cell death (PCD) process and reactive oxygen species (ROS) metabolism, ubiquitin proteasome pathway, PCD and rubber biosynthesis were key pathways in TPD process. In this project, we firstly clone key genes involved in polyamine metabolism and investigate their expression profiles and bioinforatics analyses of their corresponding proteins. In order to reveal the relationships among polyamine, ROS, ethylene, PCD, and TPD in rubber tree, we will measure and compare the polyamine content, the activities of key enzymes involved in polyamine metabolism, ethylene and ROS contents, expression profiles of key genes involved in polyamine metabolism and the influence on PCD between the latex of healthy and TPD rubber trees under the control, polyamines and polyamine inhibitor treatments. In addition, we further study how polyamines regulate TPD in transgenic plants overexpressing key genes involved in polyamine metabolism by analyzing biological functions of key genes and the influences of their overexpression on ROS metablism, ethylene biosynthesis and PCD. The results will be helpful to not only further provide new insights into elucidating the molecular mechanisms involved in TPD, but also provide theoretical guidance for establishing effective and safe measures to prevent and treat TPD in rubber tree.
死皮是制约天然橡胶单产提高的主要限制因子,要提高橡胶树单产必须解决死皮问题。研究表明死皮是细胞程序化死亡(PCD)过程,活性氧(ROS)代谢、泛素蛋白酶体、PCD和橡胶生物合成为死皮发生关键调控途径。本项目拟从多胺调控死皮关键调控途径为切入点,采用生化和分子生物学方法,在克隆和分析多胺代谢途径关键基因表达及其编码蛋白生物信息学基础上,比较对照、外施多胺及多胺抑制剂条件下死皮和健康树胶乳多胺代谢途径关键酶活性、多胺、ROS和乙烯含量、多胺代谢途径关键基因表达模式及多胺和多胺抑制剂对PCD的影响,阐明多胺与橡胶树乙烯、ROS、PCD及死皮的关系;通过分析多胺代谢途径关键基因生物学功能及其过表达对ROS代谢、乙烯生物合成和PCD的影响,在生物体内解析多胺如何通过参与ROS代谢、乙烯生物合成及PCD调控橡胶树死皮。研究结果将为阐明橡胶树死皮发生机制提供新观点,也为制定有效死皮防控措施提供理论指导。

结项摘要

死皮是制约橡胶树单产提高的主要限制因子,要提高单产必须解决死皮问题。项目从多胺与死皮关键调控途径关系入手,解析多胺如何通过ROS代谢、乙烯合成及PCD调控橡胶树死皮。.研究发现多胺代谢途径基因与死皮相关,表达在不同组织、叶片发育时期存在变化,且受盐、低温、伤害等逆境调控。SAMDC基因5’UTR tiny和small uORF重叠且高度保守,small uORF对下游主基因起翻译抑制作用。外施多胺、多胺抑制剂可调控多胺代谢、乙烯、产排胶和PCD相关基因表达,推测多胺影响橡胶树乙烯合成、PCD和产排胶。外施多胺和多胺抑制剂后,健康树多胺分别升高和下降,ROS则分别下降和升高;除0和24 h Spm外,死皮树Put、Spd和Spm大于健康树,多胺代谢途径关键酶活性和乙烯含量变化不显著,说明外施多胺和多胺抑制剂可调控死皮和健康树多胺含量。.过表达HbSAMDC2烟草Put、Spd和Spm明显高于野生型,而过表达HbADC2烟草Put和Spm明显高于野生型,Spd无显著差异。对照与HbSAMDC2和HbADC2过表达烟草乙烯和ROS含量变化不大。在正常条件下,过表达HbSAMDC2和HbADC2表型无明显变化;盐胁迫下,过表达烟草和野生型生长均有延滞,在150 mM NaCl条件下HbSAMDC2能明显减弱盐胁迫对烟草的影响。NaCl为125和150 mM时,HbSAMDC2 转基因烟草苗鲜重显著大于野生型,说明SAMDC参与植物盐逆境反应。衣霉素处理后,过表达HbADC2烟草较野生型细胞死亡明显降低,说明HbADC2过表达可提高腐胺、精胺含量和抗氧化能力并降低细胞死亡,推测其可通过改变多胺含量和提高抗氧化能力调控细胞死亡参与死皮过程。.研究结果将为多胺调控橡胶树死皮提供新观点,有助于解析死皮机制,也为制定有效死皮防控措施提供理论指导。

项目成果

期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
橡胶树ADC1的克隆、表达及生物信息学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生物技术通报,2018, 34(11):1-6.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯岚菲;杨洪;邓治;代龙军;门中华;李德军
  • 通讯作者:
    李德军
Two translationally controlled tumor protein (TCTP) genes from Hevea brasiliensis play overlapping and different roles in development and stress response
  • DOI:
    10.1016/j.indcrop.2018.01.061
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Industrial Crops and Products
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Z. Deng;Jiangshu Chen;Yongxuan Wei;Hui Liu;Hong Yang;Longjun Dai;Dejun Li
  • 通讯作者:
    Z. Deng;Jiangshu Chen;Yongxuan Wei;Hui Liu;Hong Yang;Longjun Dai;Dejun Li
巴西橡胶树HbAIH基因的克隆及表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    生物技术通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨洪;岳镒繁;胡燕玲;邓治;代龙军;李德军
  • 通讯作者:
    李德军
Transcriptome analyses reveal molecular mechanism underlying tapping panel dryness of rubber tree (Hevea brasiliensis).
转录组分析揭示了橡胶树(Hevea brasiliensis)割胶板干燥的分子机制
  • DOI:
    10.1038/srep23540
  • 发表时间:
    2016-03-23
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Li D;Wang X;Deng Z;Liu H;Yang H;He G
  • 通讯作者:
    He G
Melatonin enhances salt stress tolerance in rubber tree (Hevea brasiliensis) seedlings
褪黑素增强橡胶树(Hevea brasiliensis)幼苗的盐胁迫耐受性
  • DOI:
    10.1016/j.indcrop.2019.111990
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
    Industrial Crops & Products
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Hong Yang;Longjun Dai;Yongxuan Wei;Zhi Deng;Dejun Li
  • 通讯作者:
    Dejun Li

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其他文献

N/C对碳氮膜修饰的多壁碳纳米管细胞相容性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    天津师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李德军;董磊;刘小绮;曹叶
  • 通讯作者:
    曹叶
三维自组装石墨烯的细胞相容性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    天津师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李德军;赵梦鲤;刘小绮;李喜飞
  • 通讯作者:
    李喜飞
巴西橡胶树HbUBC5基因克隆、生物信息学及表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    天津农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李德军;刘向红;邓治;刘辉
  • 通讯作者:
    刘辉
橡胶树sHSP基因家族的表达谱分析
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-2561.2021.12.007
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    热带作物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    纪向云;印汉;任小青;李德军;夏志辉
  • 通讯作者:
    夏志辉
巴西橡胶树一个AP2/EREBP转录因子的克隆及表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张德春;邓治;刘向红;李德军
  • 通讯作者:
    李德军

其他文献

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李德军的其他基金

巴西橡胶树死皮关键基因—翻译控制肿瘤蛋白特性及功能研究
  • 批准号:
    31270651
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    81.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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