苯丙烷代谢反馈调控相关转录因子CwMYB2在马蹄黄化过程中的功能及作用机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801607
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2007.食品贮藏与保鲜
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Surface etiolation is the main limiting factors of fresh-cut Chinese water chestnut (CWC) quality, because of the mechanism of fresh-cut CWC had not been completely elucidate, at present, effective control technique of fresh-cut CWC etiolation had not been developed. Our previous study found fresh-cut CWC etiolation was closely related to phenylpropanoid metabolism, and phenylpropanoid metabolic intermediates could delay fresh-cut CWC etiolation by suppressing the expression of key enzyme coding genes in phenylpropanoid metabolism. The MYB transcription factors are key regulators in phenylpropanoid pathway, forty-seven Unigene sequences that share high homology with MYB protein were obtained from the floral transcriptome database of CWC. Through a preliminary analysis, we presume that CwMYB2 might play an important role in feedback regulation of phenylpropanoid pathway. In this study, taking CWC ‘Fang Lin’ cultivar (a leading variety) as research material, the present proposal aimed to identify its function by analyzing the expression pattern of the CwMYB2 and its subcellular localization; to elucidate the mechanism of transcriptional regulation of CwMYB2 by analyzing the interaction effect between CwMYB2 with other transcription factors and the Transcriptional activation activity of CwMYB2 against the promotor of the structure genes in phenylpropanoid metabolism to analyze the function of CwMYB2 by obtaining the overexpressed or interfered transgenic plants. This project will help us understand the mechanism of the feedback regulation of phenylpropanoid metabolism, also provide theoretical basis and new ideas of the prevention and control measures for CWC etiolation.
表面黄化是限制鲜切马蹄品质的主要因素,由于马蹄黄化机理尚未完全阐明,目前仍未开发出有效的鲜切马蹄黄化控制方法。我们前期工作发现苯丙烷代谢与马蹄黄化密切相关,通过代谢中间产物反馈抑制苯丙烷途径关键基因的表达能有效控制马蹄黄化。MYB是调控苯丙烷代谢的关键转录因子,前期在马蹄转录组中发现了47个MYB转录因子成员,通过初步表达分析推测CwMYB2可能在马蹄苯丙烷代谢的反馈调节中起着重要作用。本项目拟以‘芳林’马蹄为试材,通过分析CwMYB2在不同组织的表达特征和亚细胞定位,初步阐明CwMYB2的表达特性;通过分析CwMYB2与其它转录因子的互作和对苯丙烷代谢结构基因启动子的激活活性,阐明其转录调控机制;并在马蹄和烟草叶片中过量和干涉CwMYB2表达,探析其在苯丙烷代谢反馈调控中的功能。本项目的研究有助于我们深入理解植物苯丙烷代谢的反馈调控机理,也为鲜切马蹄黄化的防控提供理论依据和新思路。

结项摘要

鲜切马蹄贮藏过程中表面极易黄化,但马蹄球茎的黄化与传统果蔬酶促褐变存在差异,其分子调控机制尚未完全解析。由于缺少有效的抑制技术,黄化现象严重影响了鲜切马蹄产业的发展。最近研究发现,鲜切马蹄黄化的主要原因是球茎伤口处黄酮类物质的大量积累。因此,控制鲜切马蹄的黄酮代谢是抑制其黄化的关键。我们研究发现苯丙烷代谢中间产物阿魏酸、肉桂酸和香豆酸等能有效抑制马蹄黄化,表明植物黄酮代谢不但受到各种生理及环境因素的调控,还受该途径自身次生代谢中间产物的反馈调节。本项目利用二代和三代转录组测序筛选出差异表达的黄酮合成相关转录因子CwMYB2。通过表达分析发现马蹄去皮后CwMYB2的表达快速提高,其表达变化与马蹄黄化程度和黄酮类物质的积累呈正相关,并且在马蹄茎和根部也有较高的表达水平。通过亚细胞定位分析发现CwMYB2和其它差异表达R2R3-MYBs均定位于细胞核。利用染色体步移法获得CwPAL、CwCHS等黄酮合成关键结构基因的启动子序列,均发现有MYB 结合位点。验证了CwMYB2对黄酮合成相关结构基因启动子的激活活性,表明CwMYB2能够激活马蹄中黄酮合成相关基因的表达。在烟草叶片中过表达CwMYB2发现其能够提高烟草黄酮代谢及其上游莽草酸合成途径关键结构基因的表达,并使烟草叶片中过量积累二氢黄酮和黄酮醇类物质。构建CwMYB2过表达载体,通过农杆菌转染获得转基因马蹄苗,进一步分析发现CwMYB2的过表达能够显著影响马蹄叶片中的黄酮含量。除了苯丙烷代谢中间产物,茉莉酸信号抑制剂处理也能抑制CwMYB2的表达并且延缓马蹄黄化。本项目研究结果表明苯丙烷代谢中间产物处理能显著抑制CwMYB2的表达从而抑制马蹄黄酮类物质的积累。CwMYB2在马蹄黄酮合成过程中起重要的调控作用,其表达能快速响应机械伤信号进而促进组织细胞中相关基因的表达和黄酮类物质的合成。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
马蹄查耳酮合酶基因的克隆及其在鲜切马蹄中的表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北方园艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋慕波;帅良;李淋;方方;陈振林;段振华
  • 通讯作者:
    段振华
Effects of exogenous ascorbic acid and ferulic acid on the yellowing of fresh-cut Chinese water chestnut
外源抗坏血酸和阿魏酸对鲜切荸荠黄变的影响
  • DOI:
    10.1016/j.postharvbio.2018.10.005
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
    POSTHARVEST BIOLOGY AND TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Song, Mubo;Wu, Shujie;Fang, Fang
  • 通讯作者:
    Fang, Fang
真空充氮包装对鲜切荸荠护色效果的
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    食品科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡晓华;陈振林;帅良;刘云芬;许薇;宋慕波
  • 通讯作者:
    宋慕波
RNA-Seq analysis of gene expression during the yellowing developmental process of fresh-cut Chinese water chestnuts
鲜切荸荠黄化发育过程中基因表达的RNA-Seq分析
  • DOI:
    10.1016/j.scienta.2019.02.081
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    Scientia Horticulturae
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Song Mubo;Shuai Liang;Huang Shuangquan;Wu Shujie;Cao Xiaohuang;Duan Zhenhua;Chen Zhenlin;Fang Fang
  • 通讯作者:
    Fang Fang
荸荠CCoAOMT基因的克隆与表达分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈夏鑫;陈振林;帅良;段振华;商飞飞;宋慕波
  • 通讯作者:
    宋慕波

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其他文献

龙眼SPS基因克隆及其表达分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    南方农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    帅良;殷菲胧;廖玲燕;刘云芬;段振华;宋慕波
  • 通讯作者:
    宋慕波
电子束辐照对槟榔芋贮藏效果的影响
  • DOI:
    10.13652/j.issn.1003-5788.2020.08.024
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    食品与机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙大洋;商飞飞;潘中田;谢玉花;刘艳;邓春丽;宋慕波;段振华
  • 通讯作者:
    段振华

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宋慕波的其他基金

CwWRKY23和CwMYC2转录因子在鲜切荸荠黄化过程中的作用机制研究
  • 批准号:
    32360785
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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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