上皮硫特异蛋白对芸薹属蔬菜芥子油苷代谢调控作用及功能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    30900984
  • 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:
    C1506.蔬菜与瓜果生长发育
  • 结题年份:
    2012
  • 批准年份:
    2009
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

芥子油苷是芸薹属蔬菜具有重要生物学效应的一类次生代谢物质,在黑芥子酶作用下发生水解代谢而生成异硫代氰酸盐、上皮环硫腈和简单腈类等物质,上皮硫特异蛋白(Epithiospecifier protein,ESP)特异地参与这一反应进程,但其在芸薹属蔬菜中对芥子油苷代谢的调控作用及其功能尚待阐明。本项目拟以白菜为材料,在克隆得到ESP基因的基础上,通过原核表达分析重组ESP对芥子油苷代谢的调节作用及影响ESP活性的因素,通过对白菜ESP基因过量表达和RNAi抑制,共同解析ESP对芸薹属蔬菜芥子油苷代谢的调控作用及调控机制;进一步阐明ESP在芸薹属蔬菜对典型性病虫害防御中的功能。这不仅可为提高芸薹属蔬菜对病虫害防御能力提供新的途径,也可为研究芥子油苷及其代谢产物生物学功能提供优良的实验体系。本项目的展开,无论在芥子油苷代谢的理论研究上还是在作物改良的实践上均具有重要意义。

结项摘要

芥子油苷是芸薹属蔬菜具有重要生物学效应的一类次生代谢物质,在黑芥子酶作用下发生水解代谢而生成异硫代氰酸盐、上皮环硫腈和简单腈类等物质,上皮硫特异蛋白(Epithiospecifier protein,ESP)特异地参与这一反应进程,本项目对ESP在芸薹属蔬菜中对芥子油苷代谢的调控作用及其对病虫害的防御功能进行了研究。首先对白菜上皮硫特异蛋白基因(BcESP)进行克隆,结果表明BcESP全长cDNA编码含343个氨基酸的蛋白质,BcESP与拟南芥ESP(AtESP)和青花菜ESP(BoESP)具有很高的相似性,分别达94.7%和95.6%;进一步构建BcESP CaMV35S过量表达载体并通过浸花法转化拟南芥表明,BcESP过量表达拟南芥植株改变了芥子油苷代谢产物组成,其异硫代氰酸盐含量显著降低而腈类物质含量升高;通过转基因的方法在小白菜中过量和抑制ESP表达,阐明ESP在芸薹属蔬菜中对芥子油苷代谢的调控作用,结果表明,BcESP CaMV35S过量表达植株腈类产物如indole-3-acetonitrile提高,而异硫代氰酸盐类产物indol-3-ylmethyl isothiocyanate显著降低,BcESP CaMV35S过量表达植株对菜青虫(Pieris rapae)和芸薹链格孢菌(Alternaria brassicicola)的防御能力降低。通过构建青花菜BoESP CaMV35S过量表达载体并转化拟南芥,对BoESP进行功能验证,结果表明BoESP过量表达改变了芥子油苷的代谢产物组成,与野生型植株相比,BoESP CaMV35S过量表达的拟南芥植株4-methoxy-indole-3-acetonitrile含量增加,而1-isothiocyanato-4-methanesulfinyl-butane显著减少。同时,本项目对芥子油苷-黑芥子酶系统与外源因素互作进行了研究,研究表明盐胁迫处理能通过影响ESP蛋白活性而改变芥子油苷代谢产物的组成与含量,适当浓度的油菜素内酯可能通过调节芥子油苷-黑芥子酶系统而参与植物对外界的防御反应。本项目通过代谢工程方法调节ESP表达而改变芥子油苷代谢产物组成,不仅可以为提高芸薹属蔬菜对病虫害的防御能力提供新的途径,也可为进一步研究芥子油苷及其代谢产物的生物学功能提供优良的实验体系。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Effect of salt stress on phenolic compounds, glucosinolates, myrosinase and antioxidant activity in radish sprouts
盐胁迫对萝卜芽酚类化合物、芥子油苷、黑芥子酶及抗氧化活性的影响
  • DOI:
    10.1016/j.foodchem.2010.01.040
  • 发表时间:
    2010-08-15
  • 期刊:
    FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Yuan, Gaofeng;Wang, Xiaoping;Wang, Qiaomei
  • 通讯作者:
    Wang, Qiaomei
青花菜上皮硫特异蛋白基因的功能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    浙江大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    袁高峰;汪俏梅;YUAN Gao-feng1,2,WANG Qiao-mei1*(1.Key Laboratory;2.College of Food;Medicine,Zhejiang Ocean Univ
  • 通讯作者:
    Medicine,Zhejiang Ocean Univ
Effect of nitrogen fertilization on ascorbic acid, glucoraphanin content and quinone reductase activity in broccoli floret and stem
施氮肥对西兰花花茎抗坏血酸、萝卜硫苷含量及醌还原酶活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Food, Agriculture and Environment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xu, Chao-Jiong;Guo, Rong-Fang;Yan, Hui-Zhuan;Yuan, Jing;Sun, Bo;Yuan, Gao-Feng;Wang, Qiao-Mei
  • 通讯作者:
    Wang, Qiao-Mei
Effect of NaCl treatments on glucosinolates metabolism in broccoli sprouts
氯化钠处理对西兰花芽芥子油苷代谢的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Journal of Zhejiang University. Science. B.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Rongfang Guo;Gaofeng Yuan;Qiaomei Wang
  • 通讯作者:
    Qiaomei Wang
白菜上皮硫特异蛋白基因克隆与功能验证
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    浙江大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙海燕;袁高峰;汪俏梅;SUN Hai-yan1,YUAN Gao-feng1,2,WANG Qiao-mei2*(1.Co;2.Key Laboratory of Horticultural Plant Growth,Dev
  • 通讯作者:
    2.Key Laboratory of Horticultural Plant Growth,Dev

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RFID匹配数据的有效性分析和统计检验方法
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  • 发表时间:
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    邓朝勇
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张鑫;崔瑞瑞;袁高峰;邓朝勇
  • 通讯作者:
    邓朝勇

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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

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          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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