调控桂花CCD4基因裂解类胡萝卜素产生β-紫罗兰酮的WRKY转录因子的克隆和功能分析

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号：
    31400521
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    24.0万
  • 负责人：
    韩远记
  • 依托单位：
    河南大学
  • 学科分类：
    C1605.树木生物学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Widely known for its strong aroma, Osmanthus fragrans is one of China’ s top ten ornamental plants and has values far beyond the merely decorative. β-ionone is an important essential oil in Albus group cultivars. Our previous works have demonstrated that β-ionone was produced by cleavage of carotenoids, which catalyzing by OfCCD1 and OfCCD4. Especially the expression level of OfCCD4 gene is very high in Zi Yingui and almost no expression in Chenghong Dangui. The main reason for the different content of β-ionon between the 2 cultivars is different transcripts of OfCCD4 gene. The 5’ upstream of OfCCD4 gene contains 2 W-box domains, indicating that the gene is regulated by WRKY transcription factors.. In this project, we will clone one or more WRKY transcription factors involved in the regulation of OfCCD4 gene, using techniques of molecular biology and genetics analyses to clarify the generation and regulation mechanism of β-ionone.
桂花是我国十大名花之一，著名的芳香植物，其中在银桂品种花瓣的精油中，β-紫罗兰酮的含量最高，是花瓣中最主要的挥发油成分。我们前期的研究已经证实，在桂花花瓣中β-紫罗兰酮是由类胡萝卜素裂解双加氧酶（OfCCD1和OfCCD4）裂解类胡萝卜素产生的，尤其是OfCCD4基因在银桂整个花期表达量都非常高，花瓣中β-紫罗兰酮的含量也较高，但是该基因在丹桂花瓣中几乎不表达。OfCCD4 基因在银桂和丹桂花瓣中的差异表达是二者花瓣中β-紫罗兰酮含量差异的根本原因。在OfCCD4基因5'端上游的启动子区域含有2个W-box回文结构，说明该基因受到WRKY转录因子的调控，本项目拟从银桂花瓣中克隆出参与调控OfCCD4基因的WRKY转录因子，并利用分子生物学和遗传学手段对其功能进行验证，阐明桂花关键芳香成分β-紫罗兰酮的产生和调控机理，为桂花芳香成分的利用提供理论依据。

结项摘要

桂花是我国十大名花之一，著名的芳香植物，其中在银桂品种花瓣的精油中，β-紫罗兰酮的含量最高，是花瓣中最主要的挥发油成分。我们前期的研究已经证实，在桂花花瓣中β-紫罗兰酮是由类胡萝卜素裂解双加氧酶裂解类胡萝卜素产生的，尤其是OfCCD4基因在银桂整个花期表达量都非常高，花瓣中β-紫罗兰酮的含量也较高，但是该基因在丹桂花瓣中几乎不表达。OfCCD4 基因在银桂和丹桂花瓣中的差异表达是二者花瓣中β-紫罗兰酮含量差异的根本原因。.本项目研究以籽银桂和橙红丹桂初花期、盛花期和末花期的花瓣为材料，对WRKY3转录因子调控OfCCD4基因表达的功能进行了研究。结果表明，WRKY3与CCD4基因在不同花期的花瓣中以及利用SA、JA和ABA处理的花瓣中的表达模式都是基本一致；烟草叶片转化实验结果显示，WRKY3转录因子能够和CCD4基因的启动子结合并促进GUS基因的表达；酵母单杂交实验和凝胶迁移实验结果表明，WRKY3能够与CCD4基因启动子区域的W-box元件结合并促进CCD4基因的表达。该研究从体内和体外验证了WRKY3转录因子正向调控了CCD4基因的表达，并最终影响了桂花花瓣的颜色和关键花香成分β-紫罗兰酮的合成。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Characterization of OfWRKY3, a transcription factor that positively regulates the carotenoid cleavage dioxygenase gene OfCCD4 in Osmanthus fragrans
OfWRKY3（一种正调节桂花中类胡萝卜素裂解双加氧酶基因 OfCCD4 的转录因子）的表征
  • DOI：
    10.1007/s11103-016-0483-6
  • 发表时间：
    2016-07-01
  • 期刊：
    PLANT MOLECULAR BIOLOGY
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Han, Yuanji;Wu, Miao;Shang, Fude
  • 通讯作者：
    Shang, Fude
cDNA-AFLP analysis on 2 Osmanthus fragrans cultivars with different flower color and molecular characteristics of OfMYB1 gene
2个不同花色桂花品种的cDNA-AFLP分析及OfMYB1基因分子特征
  • DOI：
    10.1007/s00468-015-1175-6
  • 发表时间：
    2015-06-01
  • 期刊：
    TREES-STRUCTURE AND FUNCTION
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    Han, Yuanji;Chen, Weicai;Shang, Fude
  • 通讯作者：
    Shang, Fude

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    尚富德

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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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