茶树酚类物质生物合成分支途径调控的分子机理

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31470689
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1508.茶学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The accumulation modes of different tea polyphenols synthesized from branch pathways under different varieties, spatio-temporal and inducible expressions will be tentatively established by UPLC-3Q-MS/MS technology. These functional genes,transcription factor,microRNA and their target genes related to tea polyphenols biosynthesis will be screened out from the constructed genome and transcriptome database as well as by small RNA solexa. The expression patterns of those genes from different varieties, spatio-temporal and inducible expressions will be set up via qRT-PCR or tag solexa for mapping gene-expression profiles. Then the regulatory networks of tea polyphenols biosynthesis can be preliminarily constructed based on the correlation analysis between the metabolic pathways and gene expression profiles. To verify the functions of functional genes or microRNAs at the key branch nodes of the regulatory networks of tea polyphenols biosynthesis, their response modes under the different environmental factors or different precursor conditions will be investigated by tea tissue culture or seedling culture. The regulatory networks between constructed products and genes, genes and genes, microRNA and genes are going to preliminarily demonstrated. The relationships among key branch nodes of regulatory networks could be further explained in vivo or in vitro by using prokaryotic expression system, enzyme assay and transgenic technology. Our objective aims to investigate the molecular regulation on the branch networks of tea polyphenols biosynthesis.
本课题拟利用LC-MS/MS技术,建立茶树酚类物质种质资源、时空分布和诱导积累的代谢图谱;利用基因组、转录组和small RNA测序数据,寻找茶树酚类物质合成相关结构基因和转录因子、microRNA和microRNA靶基因;利用qRT-PCR或tag测序技术,构建上述相关基因种质资源、时空表达和诱导表达的特异性图谱;对代谢图谱和基因表达图谱进行关联分析,初步构建酚类物质合成代谢调控网络;利用茶树组织培养或幼苗培养平台,研究不同环境因子诱导或不同前体饲喂条件下,酚类物质分支途径关键节点的响应模式,初步验证构建的产物与基因、基因与基因之间、microRNA与基因之间的调控网络;通过原核表达、酶活测定及转基因手段,对关键节点的基因或microRNA的功能进行研究,进一步验证网络中各节点之间的调控关系。本课题旨在探寻茶树酚类物质生物合成分支途径调控的分子机理,揭示茶树酚类物质合成代谢的调控网络

结项摘要

本项目首先利用LC-MS/MS技术,完善了茶树酚类物质的检测手段,建立了茶树酚类物质合成及代谢网络的靶向代谢组学检测技术,并检测了茶树酚类物质种质资源、时空分布和诱导积累的代谢图谱。其次,筛选了调控茶树酚类物质合成代谢网络的主要影响因子,从众多环境因子筛选中,发现蔗糖处理对茶树酚类物质积累有积极的影响。第三,利用转录组和miRNA测序技术,对蔗糖处理的茶样进行转录组和miRN表达差异分析,寻找到了调控茶树酚类物质合成的MYB转录因子、GST转运蛋白、UGT糖苷转移酶、几个特殊的microRNA和LncRNA及其它们的靶基因。第四,利用生物信息学技术,基于茶树基因组测序数据和转录组测序数据,对参与茶树酚类物质合成途径的基因进行了系统分析,筛选出 36条结构基因的转录本,基于表达差异,建立了茶树酚类物质合成代谢的基因网络图谱;最后,利用反向遗传学手段,对茶树酚类物质合成代谢调控网络图谱上的36条转录本、主要的转录因子、转运蛋白、microRNA和LncRNA基因的功能逐个进行了验证。本项目初步探明了茶树酚类物质生物合成分支途径调控的分子机理,揭示了茶树酚类物质合成代谢的调控网络,明确了控制茶树酚类物质生物合成分支途径的关键基因,揭示了茶树酚类物质合成代谢调控网络图谱。本项目研究结果,为后续的茶树基因组学和蛋白组学研究、茶树次生代谢功能基因发掘和相关生物合成分子机制研究、分子标记发掘和优良种质资源开发提供了大量数据和优质资源的支撑。本项目发表论文19篇,获得3项专利;参加4次国际学术会议并做3次大会报告;培养了12名研究生和4名青年教师。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Identification of UDP-glycosyltransferases involved in the biosynthesis of astringent taste compounds in tea (Camellia sinensis).
茶(Camellia sinensis)中涩味化合物生物合成所涉及的 UDP-糖基转移酶的鉴定
  • DOI:
    10.1093/jxb/erw053
  • 发表时间:
    2016-04
  • 期刊:
    Journal of experimental botany
  • 影响因子:
    6.9
  • 作者:
    Cui L;Yao S;Dai X;Yin Q;Liu Y;Jiang X;Wu Y;Qian Y;Pang Y;Gao L;Xia T
  • 通讯作者:
    Xia T
Characterization and Expression Profiling of Camellia sinensis Cinnamate 4-hydroxylase Genes in Phenylpropanoid Pathways.
茶树肉桂酸 4-羟化酶基因在苯丙素途径中的特征和表达谱
  • DOI:
    10.3390/genes8080193
  • 发表时间:
    2017-08-01
  • 期刊:
    Genes
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Xia J;Liu Y;Yao S;Li M;Zhu M;Huang K;Gao L;Xia T
  • 通讯作者:
    Xia T
Functional Characterization of a New Tea (Camellia sinensis) Flavonoid Glycosyltransferase
新茶(Camellia sinensis)黄酮糖基转移酶的功能表征
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.6b05619
  • 发表时间:
    2017-03-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Zhao, Xianqian;Wang, Peiqiang;Xia, Tao
  • 通讯作者:
    Xia, Tao
Analysis of stereochemistry and biosynthesis of epicatechin in tea plants by chiral phase high performance liquid chromatography
手性相高效液相色谱法分析茶树中表儿茶素的立体化学和生物合成
  • DOI:
    10.1016/j.jchromb.2015.10.024
  • 发表时间:
    2015-12-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CHROMATOGRAPHY B-ANALYTICAL TECHNOLOGIES IN THE BIOMEDICAL AND LIFE SCIENCES
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Qian, Yumei;Zhao, Xianqian;Xia, Tao
  • 通讯作者:
    Xia, Tao
Involvement of Three CsRHM Genes from Camellia sinensis in UDP-Rhamnose Biosynthesis
茶树三个CsRHM基因参与UDP-鼠李糖生物合成
  • DOI:
    10.1021/acs.jafc.8b01870
  • 发表时间:
    2018-07-11
  • 期刊:
    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Dai, Xinlong;Zhao, Guifu;Xia, Tao
  • 通讯作者:
    Xia, Tao

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  • 通讯作者:
    夏涛

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AI项目解读示例

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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