小麦胚乳蛋白体的合成累积与品质形成的分子机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31101145
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    李小辉
  • 依托单位：
    首都师范大学
  • 学科分类：
    C1307.作物基因组及遗传学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

利用本课题组经过多年培育的面筋品质具有显著差异的近等基因系CB037、CB037-A、CB037-A-B3h和CB037-A-B3-null作材料，采用双重免疫荧光染色技术（DIFS）、显微技术（TEM、SEM、FCM）、蛋白质组学技术(2-DE,HPCE,RT-HPLC,UPLC,MS/MS等)与分子生物学方法（qRT-PCR），研究籽粒不同发育时期蛋白体以及谷蛋白聚合体的累积与面筋品质的关系、谷蛋白基因在转录水平与翻译水平上的表达模式对胚乳蛋白体合成与累积的影响、分子伴侣（PDI、BiP）基因的表达对蛋白体大小与品质的作用以及谷蛋白磷酸化和糖基化修饰与面筋品质的关系等。首次从蛋白体的合成、累积的分子调控、谷蛋白亚基翻译后修饰等方面研究小麦面筋品质形成的分子机制，以期为小麦面包品质改良提供理论依据。

结项摘要

本项目研究了小麦优质面筋品质是如何形成的问题，在优质面筋品质形成的分子机制、优质亚基鉴定与基因克隆以及面筋品质鉴定技术方面取得了以下成果：.1. 建立了凝胶排阻色谱（Size-exclusion HPLC, SE-HPLC）分离谷蛋白大聚合体（GMP）的方法。该方法具有用量少、易操作的特点，可以用于品质育种的辅助选择。.2. HMW-GS 的亚基组成影响谷蛋白超GMP的形成。5+10亚基比2+12更容易形成超GMP，而且在籽粒的整个发育时期都参与超GMP的形成。.3. HMW-GS的表达量影响小麦籽粒中蛋白体（PB）的形成 HMW-GS数量越多，PB的数量也越多；HMW-GS亚基含量低的材料中形成的PB颗粒较小。.4. 分子伴侣Bip、PDI与面筋品质形成有关。从小麦中克隆的3个Bip基因具有完整的分子伴侣功能域，类似谷蛋白的表达模式以及定位在蛋白体表面的特点；3个二硫键异构酶PDI1-1、PDI3-1、PDI5-1与谷蛋白的转录同步。.5. 克隆了By18基因并开发了分子标记。从优质品系CB037-A-B3h中克隆了By18的完整序列，其序列与By8亚基仅有3个氨基酸残基的差异，这3个代换导致By18的迁移率以及疏水性不同于By8。针对3’端1976处SNP位点开发的引物能够从48个材料中将含有By18亚基的材料准确鉴定出来。.6. 鉴定与克隆了优质HMW-GS 1Slx2.3*和1Sly16*。两个高大山羊草1Sl编码的HMW-GS的导入显著地改善了中国春的面包加工品质，利用AS-PCR方法克隆了这两个基因的完整开放读码框。.7. 建立了LMW-GS原核高表达的方法。在谷蛋白基因之前添加一段几十到几百碱基易表达的DNA标签做前导序列，能够提高LMW-GS和醇溶蛋白在原核中的转录水平，产生了高水平表达的外源蛋白。.8. 立了UPLC分离LMW-GS的技术体系。具有分离速度快、重复性好、分辨率高的优点，被用于LMW-GS的染色体定位、基因型与环境的互作分析以及等位变异鉴定等方面。.9. 鉴定和克隆了6个潜在优质的HMW-GS基因。ASy15*、AKx1*、AKx3*、AKx2.3、AKy20* 和AKy8*均发现于小麦近缘种山羊草，其中AKy8*的重复区中含有一个额外的半胱氨酸残基，而AKx2.3的重复区较长，由816个氨基酸残基组成。

项目成果

期刊论文数量（21）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Molecular cloning, phylogenetic analysis, and expression profiling of endoplasmic reticulum molecular chaperone BiP genes from bread wheat (Triticum aestivum L.).
面包小麦 (Triticum aestivum L.) 内质网分子伴侣 BiP 基因的分子克隆、系统发育分析和表达谱
  • DOI：
    10.1186/s12870-014-0260-0
  • 发表时间：
    2014-10-01
  • 期刊：
    BMC plant biology
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Zhu J;Hao P;Chen G;Han C;Li X;Zeller FJ;Hsam SL;Hu Y;Yan Y
  • 通讯作者：
    Yan Y
Cloning, expression, and evolutionary analysis of alpha-gliadin genes from Triticum and Aegilops genomes
小麦和山羊草基因组中α-麦醇溶蛋白基因的克隆、表达和进化分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    Journal of Applied Genetics
  • 影响因子：
    2.4
  • 作者：
    李小辉
  • 通讯作者：
    李小辉
Dynamic development of starch granules and the regulation of starch biosynthesis in Brachypodium distachyon: comparison with common wheat and Aegilops peregrina
二穗短柄草淀粉颗粒的动态发育及淀粉生物合成调控：与普通小麦和游麦草的比较
  • DOI：
    10.1186/s12870-014-0198-2
  • 发表时间：
    2014-08-06
  • 期刊：
    BMC PLANT BIOLOGY
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Chen, Guanxing;Zhu, Jiantang;Yan, Yueming
  • 通讯作者：
    Yan, Yueming
Fast separation and characterization of water-soluble proteins in wheat grains by reversed-phase ultra performance liquid chromatography (RP-UPLC)
利用反相超高效液相色谱 (RP-UPLC) 快速分离和表征小麦籽粒中的水溶性蛋白质
  • DOI：
    10.1016/j.jcs.2012.11.008
  • 发表时间：
    2013-05
  • 期刊：
    Journal of Cereal Science, 2012, DOI: 10.1016/j.jcs.2012
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zitong Yu;Caixia Han;Shu Wang;Dongwen Lv;Guanxing Chen;Xiaohui Li;Guo-Liang Jiang;Yueming Yan
  • 通讯作者：
    Yueming Yan
High-level expression of LMW-GS and alpha-gliadin genes promoted by the expressed tag sequence of 5 #39; end in Escherichia coli
5的表达标签序列促进LMW-GS和α-麦醇溶蛋白基因的高水平表达
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Protein Expression and Purification
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Jiang, Peihong;Wang, Ke;Gao, Jiansheng;Zheng, Xiaoran;Feng, Jianing;Ma, Wujun;Yan, Yueming;Li, Xiaohui
  • 通讯作者：
    Li, Xiaohui

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  • 发表时间：
    2019
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  • 作者：
    李小辉
  • 通讯作者：
    李小辉
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    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    纺织学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    李小辉
  • 通讯作者：
    李小辉
防火服用蜂窝隔热层的热蓄积性能测评
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    纺织学报
  • 影响因子：
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  • 作者：
    李小辉
  • 通讯作者：
    李小辉

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RY repeat类似元件调控小麦HMW-GS基因表达的分子机制
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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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