高频率使用ALS抑制剂类除草剂对固氮鱼腥藻的致毒分子机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21377086
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0607.环境毒理与健康
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Acetolactate synthase (ALS) inhibitor herbicides capable of suppressing weeds at extremely low application rates and mammalian toxicity was viewed as an important advancement in chemical weed control. Nitrogen-fixing cyanobacteria are vital photosynthetic microorganisms that contribute to soil fertility by fixing atmospheric nitrogen, and also because they maintain ecosystem stability. However, cyanobacteria are very sensitive to these herbicides because they possess many characteristics of weeds such as photosynthesis and ALS enzyme. While ALS-inhibiting herbicides were applied in the fields to control weeds must be resulted in harm to non-target nitrogen-fixing cyanobacteria as biofertilizers. The objectives of this research were to based on the toxic effects of bensulfuron and metsulfuron to nitrogen-fixing cyanobacterium (Anabaena azotica) on: (1) cloning, express and structural and functional analysis of the ALS gene to explore its binding sites for Anabaena azotica ALS; (2) establishment of the enzyme-substrate-inhibitor role model by quantum chemical analysis to clarify the mechanism of toxicity of ALS-inhibiting herbicides on Anabaena azotica; and (3) to expound the relationship between gene mutations and resistance to culture nitrogen-fixing cyanobacteria mutant to resist to ALS -inhibiting herbicides.
乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂类除草剂在防除杂草的同时,造成了对具ALS的非靶标优质资源生物- - 固氮蓝藻的危害。本研究以常用ALS抑制剂- - 苄嘧磺隆、甲磺隆为对象,在对固氮鱼腥藻(Anabaena azotica)毒性效应的研究基础上,通过对ALS基因的克隆、表达以及结构和功能分析,探索其与固氮鱼腥藻ALS的结合位点,以量子化学分析建立酶-底物-抑制剂作用模型,阐明ALS抑制剂类除草剂对固氮鱼腥藻的致毒机理,确立基因突变与抗药性之间的关系,并通过构建A. azotica ALS抗性突变体,培植固氮蓝藻的ALS抑制剂抗性藻种,为在高效绿色化学除草剂广泛应用框架下固氮蓝藻的协同发展提供科学依据,对发挥固氮蓝藻在农田固氮-固碳-减排生态体系中作用,降低农用化学品使用,保障生态环境安全具有重要意义。

结项摘要

通过四年来,对高频率使用 ALS 抑制剂类除草剂对固氮鱼腥藻的致毒分子机理研究,在获得常用ALS抑制剂对固氮鱼腥藻(Anabaena azotica)毒性效应的研究基础上,通过对ALS基因的克隆、表达以及结构和功能分析,探索其与固氮鱼腥藻ALS的结合位点,以量子化学分析建立酶-底物-抑制剂作用模型,阐明了ALS抑制剂类除草剂对固氮鱼腥藻的致毒机理,确立了基因突变与抗药性之间的关系,并构建了A. azotica ALS抗性突变体,并对受损细胞修复和二者协同应用进行了探索,为在高效绿色化学除草剂广泛应用框架下固氮蓝藻的协同发展提供科学依据,对发挥固氮蓝藻在农田固氮-固碳-减排生态体系中作用,降低农用化学品使用,保障生态环境安全具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(2)
EFFECTS OF BENSULFURON-METHYL ON CELL MORPHOLOGY OF A.AZOTICA
苯磺隆对金氮细胞形态的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    FRESENIUS ENVIRONMENTAL BULLETIN
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guo Li Li;Liao Jin Zhi;Shen Jian Ying.;Shen Qiu Guang.
  • 通讯作者:
    Shen Qiu Guang.
高频率使用苄嘧磺隆对固氮鱼腥藻生长及抗氧化系
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    上海农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖瑾之;沈健英
  • 通讯作者:
    沈健英
Effects of Monosulfuron-ester on Growth, Protein and ALS Activity of Nitrogen-fixing Cyanobacteria Anabaena flos-aquae and Anabaena azotica
单磺隆酯对固氮蓝藻鱼腥藻和鱼腥藻生长、蛋白质和ALS活性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Brazilian Journal of Microbiology
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Shen J.Y.
  • 通讯作者:
    Shen J.Y.
Toxicity of High Application Frequency of Bensulfuron-methyl to Cell Growth, Photosynthetic Pigments and Antioxidant System of Anabaena azotica
高频率施用苄嘧磺隆对鱼腥藻细胞生长、光合色素和抗氧化系统的毒性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Fresenius Environmental Bulletin
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liao J.Z;Shen J.Y.
  • 通讯作者:
    Shen J.Y.
常用除草剂苄嘧磺隆对固氮鱼腥藻的生长效应研究
  • DOI:
    10.15955/j.issn1000-3924.2015.04.05
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    上海农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭利利;陈侠桦;黄荣松;沈健英
  • 通讯作者:
    沈健英

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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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