杭白菊MicroRNA156参与介导UV-B诱发黄酮合成的调控机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    81803655
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    杨燕君
  • 依托单位：
    杭州师范大学
  • 学科分类：
    H3201.中药资源
  • 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

Regulation of secondary metabolism by environmental factors plays important roles in formation of curative quality of the traditional Chinese medicine. Biosynthesis of flavonoids in plants is widely influenced by solar UV-B, which is, therefore, considered to be an ideal model. However, the regulation mechanism of this pathway is not clear. Our previous study showed that microRNA156 was induced by UV-B treatment and regulated UV-B-induced flavonoid biosynthesis in Chrysanthemum morifolium Ramat. Thus it is a newly found important regulatory gene in this pathway. In this study, Chrysanthemum morifolium Ramat is used as the research object. The expression pattern of miR156 and the target gene CmSPL9 under UV-B treatment will be examined. Transgenic plants of miR156 overexpression, miR156 target mimicry and cleavage site mutation of CmSPL9 will be constructed. The accumulation of flavonoids during UV-B treatment will be detected, and the flavonoid biosynthesis related genes which is regulated by this pathway will be screened. Furthermore, the regulation of miR156-CmSPL9 in UVR8 signaling pathway will be checked using VIGS technology. Finally, the regulatory mechanism of miR156-CmSPL9 involved in mediating UVB-induced flavonoid biosynthesis will be revealed. The results will be of great importance for further understanding the molecular mechanisms in the regulation of flavonoids by UV-B in medical plants.
环境因子通过调控次生产物的合成影响中药材疗效品质，太阳光UV-B调控黄酮合成是其中的重要模型，但其调控机制尚不清楚。申请人前期研究发现，杭白菊miR156受UV-B诱导表达，参与介导UV-B诱发黄酮合成，是该途径中新发现的重要调控因子。本项目拟以杭白菊为研究对象，检测UV-B处理时miR156与靶基因CmSPL9的表达量，研究其表达调控模式；获得miR156过表达、靶基因模拟与CmSPL9剪切位点突变转基因材料，检测UV-B处理时黄酮积累量的变化，筛选受调控的黄酮合成相关基因，探明miR156-CmSPL9对UV-B诱发黄酮合成的影响及其调控模式；采用VIGS技术考查miR156-CmSPL9在UV-B受体UVR8信号途径中的作用机制；进而揭示miR156-CmSPL9参与介导UV-B诱发黄酮合成的调控机制。研究结果对进一步理解UV-B调控药用植物黄酮合成的作用机制具有重要意义。

结项摘要

环境因子通过调控次生产物的合成影响中药材疗效品质，太阳光UV-B调控黄酮合成是其中的重要模型，但其调控机制尚不清楚。本项目以杭白菊为研究对象，研究miR156通过靶基因CmSPL9参与介导UV-B诱发黄酮合成的调控机制。通过检测UV-B处理时miR156与靶基因CmSPL9转录因子的表达量，研究其表达调控模式；通过双荧光素酶报告基因检测，研究miR156与靶基因CmSPL9转录因子的相互关系；获得miR156过表达、靶基因模拟与CmSPL9剪切位点突变转基因材料，检测UV-B处理时黄酮积累量的变化，筛选受调控的黄酮合成相关基因与关键转录因子，探明miR156-CmSPL9对UV-B诱发黄酮合成的影响及其调控模式；采用VIGS技术考查miR156-CmSPL9在UV-B受体UVR8信号途径中的作用机制。本项目的研究结果表明杭白菊miR156与靶基因CmSPL9依赖于UVR8信号通路参与介导UV-B诱发杭白菊黄酮合成。miR156-CmSPL9通过对晚期黄酮合成相关基因CmFLS3、CmF3’H、CmDFR与关键转录因子CmPAP1、CmTT8-1、CmGL3-1转录因子基因的表达调控，在UV-B信号通路中调控杭白菊黄酮合成。本项目解析了miR156通过靶基因CmSPL9参与介导UV-B诱发黄酮合成的信号通路，发掘了调控杭白菊黄酮合成代谢的miR156、CmSPL9、CmFLS3、CmF3’H、CmDFR、CmPAP1、CmTT8-1、CmGL3-1等多个分子改良靶点，为杭白菊疗效品质提升的分子育种打下基础，研究结果对进一步理解UV-B调控药用植物黄酮合成的作用机制具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（1）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
Identification of UV-B radiation responsive microRNAs and their target genes in chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium Ramat) using high-throughput sequencing
利用高通量测序鉴定菊花 (Chrysanthemum morifolium Ramat) 中 UV-B 辐射响应性 microRNA 及其靶基因
  • DOI：
    10.1016/j.indcrop.2020.112484
  • 发表时间：
    2020-09-01
  • 期刊：
    INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS
  • 影响因子：
    5.9
  • 作者：
    Yang，Yanjun;Guo，Jiena;Xu，Maojun
  • 通讯作者：
    Xu，Maojun

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  • 作者：
    刘黎;贺新宇;付君珂;杨燕君;米文梅;施军琼;吴忠兴
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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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