调控番茄抗坏血酸合成关键基因GME1的转录因子克隆及功能分析

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31672166
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1506.蔬菜与瓜果生长发育
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Ascorbic acid is important antioxidant in plants and is also essential nutrient for humans. GDP-mannose-3',5'-phenotype isomerase (GME) catalyzes the first step for ascorbic acid synthesis on glycosides level, and is also involved in gulose pathway. Previous study from our research group have shown that the regulation of GME1 can significantly increase the accumulation of ascorbic acid in tomato fruit, and compared with a enzymatic catalyzation, the transcription factor showed coordinate regulation in multiple sites with more efficiency. In this project, tomato transcription factors regulating tomato GME1 are to be cloned, among which NF-YA has been isolated. The yeast two hybrid is utilized to isolate the transcription factors of GME1, and transcriptional colinearity is also used to screen out those transcription factors with high concurrence with GME1 expression. Then, EMSA and luciferase system is used to verify transcription factors and gfp fusion protein is used to characterize their subcellular localization. By RNAi and overexpression, the function of GME1 transcription factor is to be investigated. Furthermore, Pull-down, yeast two-hybrid and BiFC are used to identify interacting proteins or complex subunits with transcription factors, the function of which is also investigated in transgenic tomato. Cloning and identification of GME1 transcription factor will reveal novel mechanism underlying ascorbic acid regulation in plants, and create new tomato germplasm with high vitamin C level, and thus is of huge scientific and practical significance.
抗坏血酸是植物重要的抗氧化剂,也是人体必需的营养物质。GDP-甘露糖-3’,5’-表型异构酶(GME)催化抗坏血酸生物合成途径中糖核苷水平的第一步,并参与古洛糖途径。项目组前期试验显示调控GME1基因表达可显著增加番茄果实抗坏血酸积累,而转录因子相比催化酶具有多位点协同调控和高效应优势。本项目以番茄GME1为靶基因,在前期GME1转录因子NF-YA的克隆鉴定基础上,通过酵母杂交分离调控GME1转录因子,结合转录谱共线性分析筛选与GME1表达高度相关的转录因子,通过酵母杂交、EMSA和荧光素系统进行验证,分析其gfp核定位特征。通过RNAi和超量表达研究GME1转录因子的功能,利用Pull-down、酵母双杂交、BiFC鉴定转录因子的互作蛋白或复合体亚基,并进行转基因功能分析。GME1转录因子的克隆及鉴定将揭示植物抗坏血酸合成调控新机制,并创制高维生素C的番茄新种质,具有重要科学和实践意义。

结项摘要

抗坏血酸是植物重要的抗氧化剂,也是人体必需的营养物质。GDP-甘露糖-3’,5’-表型异构酶(GME)催化抗坏血酸生物合成途径中糖核苷水平的第一步,并参与古洛糖途径。通过项目执行,本项目研究鉴定了调控GME1 基因的转录因子SlNFYA10,阐明了GME1 基因转录因子SlNFYA10对GME1 负调控机制,创制维生素C 含量显著提高的番茄材料8 份。研究结果对于园艺作物果实品质改良提供了新材料和新理论。项目执行期间,以通讯作者发表标注资助论文12篇,其中SCI收录论文9篇,出版教材1部(副主编),申请专利10项,授权专利6项,获得湖北省科技二等奖和国家科技进步二等奖(序4),培养硕士生5人,博士生2人,博士后1人。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
番茄绿熟期果实硬度与果皮结构及果胶含量的关系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国蔬菜
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李艳;田冉文;郑伟;张廷艳;张余洋
  • 通讯作者:
    张余洋
Genome-wide analysis of Myo-inositol oxygenase gene family in tomato reveals their involvement in ascorbic acid accumulation
番茄肌醇加氧酶基因家族的全基因组分析揭示了它们参与抗坏血酸积累
  • DOI:
    10.1186/s12864-020-6708-8
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    BMC Genomics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Shoaib Munir;Muhammad Ali Mumtaz;John Kojo Ahiakpa;Genzhong Liu;Weifang Chen;Guolin Zhou;Wei Zheng;Zhibiao Ye;Yuyang Zhang
  • 通讯作者:
    Yuyang Zhang
Biosynthetic Gene Pyramiding Leads to Ascorbate Accumulation with Enhanced Oxidative Stress Tolerance in Tomato
生物合成基因金字塔导致抗坏血酸积累,增强番茄的氧化应激耐受性
  • DOI:
    10.3390/ijms20071558
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Li Xiaojing;Ye Jie;Munir Shoaib;Yang Tao;Chen Weifang;Liu Genzhong;Zheng Wei;Zhang Yuyang
  • 通讯作者:
    Zhang Yuyang
Knockdown of SlNL33 accumulates ascorbate, enhances disease and oxidative stress tolerance in tomato (Solanum lycopersicum)
SlNL33 的敲低会积累抗坏血酸,增强番茄(Solanum lycopersicum)的疾病和氧化应激耐受性
  • DOI:
    10.1007/s10725-019-00512-3
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Plant Growth Regulation
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Ye Jie;Liu Genzhong;Chen Weifang;Zhang Fengxia;Li Hanxia;Ye Zhibiao;Zhang Yuyang
  • 通讯作者:
    Zhang Yuyang
The chaperonin 60 protein SlCpn60a1 modulates photosynthesis and photorespiration in tomato
伴侣蛋白 60 蛋白 SlCpn60a1 调节番茄的光合作用和光呼吸
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Experimental Botany
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Ye Jie;Chen Weifang;Feng Longwei;Liu Genzhong;Wang Ying;Li Wangfang;Yang Congmei;Li Hanxia;Ye Zhibiao;Zhang Yuyang
  • 通讯作者:
    Zhang Yuyang

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其他文献

番茄抗坏血酸合成代谢研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国蔬菜
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶佩文;李汉霞;叶志彪;张余洋
  • 通讯作者:
    张余洋
低维原子/分子晶体材料的可控生长、物性调控和原理性应用
  • DOI:
    10.7498/aps.67.20180846
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    黄立;李更;张余洋;鲍丽宏;郇庆;林晓;王业亮;郭海明;申承民;杜世萱;高鸿钧
  • 通讯作者:
    高鸿钧
番茄抗坏血酸相关渐渗亚系的构建及QTL初步定位
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国蔬菜
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张敏;李汉霞;叶志彪;张余洋
  • 通讯作者:
    张余洋
植物Dof基因家族功能研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    植物生理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张余洋;张俊红;李汉霞;叶志彪
  • 通讯作者:
    叶志彪
从反义RNA到人工miRNA的植物基因沉默技术革新
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    自然科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹哲;李汉霞;叶志彪;张晓辉;张余洋
  • 通讯作者:
    张余洋

其他文献

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张余洋的其他基金

异柠檬酸裂解酶ICL调控番茄抗坏血酸合成代谢的分子机制
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调控番茄抗坏血酸氧化酶基因关键转录因子克隆与功能分析
  • 批准号:
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  • 项目类别:
    面上项目
锌指蛋白核酸酶定点突变番茄HP1基因提高果实色素研究
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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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