植物源烟水对丹参次生代谢产物积累的影响及“smoke signals”机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:81673527
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:H3201.中药资源
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:邵爱娟; 詹志来; 方磊; 鲍洁; 李慧; 李家诚; 邓培宗; 许颖;
- 关键词:
项目摘要
Plant-derived smoke water is produced by combusting plant materials and bubbling smoke through water. The ecological effects of smoke water caused the attention of ecologists. Research abroad is very active while less attention in China. It was found that great changes had taken place in the content and composition of secondary metabolites in Salvia miltiorrhiza which were planted in after "burning" field. Furthermore, it has been confirmed by controlled experiments that smoke water contains chemical signal molecules which could affect the accumulation of secondary metabolites in S. miltiorrhiza. A scientific hypothesis was proposed in this project that plant-derived smoke water could regulate the accumulation of secondary metabolites in S. miltiorrhiza based on “smoke signals” mechanism. Based on the preliminary verification of signal molecule (KAR1) in the smoke water, signal molecules will be separated from smoke water on the basis of “precision discovery”strategy. The effects of smoke water on the secondary metabolites of S. miltiorrhiza will be studied using metabolomics technologies. Then, the signal transduction of secondary metabolism in S. miltiorrhiza regulated by smoke water will be discussed using means of transcriptomics and proteomics. It is hopeful that this project will be the pioneering study of smoke water in resource ecology of traditional Chinese medicine and endow the ancient tradition of "burning" with new ecological connotation.
植物源烟水是指植物燃烧产生的烟溶入水中所得的溶液,烟水的生态学效应引起了生态学界的极大关注,相关研究在国外非常活跃,国内关注较少。申请人发现野外“烧荒”后的过火痕地上种植的丹参植物体内次生代谢产物的含量与组成发生了很大变化,进一步实验证明了烟水中存在调控丹参次生代谢的化学信号分子,由此提出“基于‘smoke signals’机制的植物源烟水调控丹参次生代谢产物积累”的科学假说。本项目将在初步明确烟水中信号分子(丁烯羟酸内酯,KAR1)的基础上,采用“精准”发现策略分离烟水中的信号分子;采用代谢组学的手段揭示信号分子对丹参次生代谢整体轮廓的影响;采用转录组学和蛋白组学的手段揭示信号分子调控丹参次生代谢的信号转导机制。本项目将开拓烟水在我国中药资源生态学领域的研究,赋予“烧荒”这一古老传统以新的生态学内涵。
结项摘要
植物源烟水是指植物焖烧产烟入水所得的溶液,烟水对植物的生理生态功能引起了生态学界的极大关注,相关研究在国外非常活跃,国内关注较少。本项目采用代谢组学手段揭示烟水中信号分子KAR1对丹参次生代谢整体轮廓的影响;采用转录组学和蛋白组学的手段揭示信号分子调控丹参次生代谢的信号转导机制。结果表明:①自主研发了烟水制取设备,获得高效稳定的烟水。基于高速逆流色谱技术建立了KAR1的分离方法。以糠醇为原料对KAR1进行了化学全合成。②KAR1依赖内源性信号分子NO和JA调控丹参中丹参酮I的积累,且NO位于JA的上游。内源性钙离子(Ca2+)-钙调素(CaM)、油菜素内酯(BL)和双氧水(H2O2)作为信号分子参与KAR1诱导丹酚酸B的合成,且Ca2+-CaM和BL位于H2O2的上游,Ca2+-CaM与BL无明显上下游单向调节关系。③SW和KAR1对丹参整体代谢轮廓表现出相似的影响,均能显著促进黄酮类(葛根素、车前子苷、三叶豆紫檀甙等)和萜类化合物(特女贞苷、獐芽菜苷、栀子苷、橄榄苦苷等)的积累。④SW和KAR1启动丹参体内糖酵解途径、糖基转移酶、萜类和丹酚酸类代谢途径,诱导丹参酮类合成中AACT、HMGS、HMGR、DXS、DXR、CMK以及丹酚酸类合成中PAL、C4H、RAS、TAT、HPPR、4CL等基因的表达。⑤SW和KAR1能显著上调丹参中与丹酚酸生物合成相关的蛋白(4-香豆酸酯-CoA连接酶和莽草酸O-羟基肉桂酸-转移酶)以及与木质素生物合成相关的酶(肉桂醇脱氢酶和过氧化物酶)。上述结果为阐明烟水调控丹参次生代谢产物积累的分子机制奠定基础。本项目开拓了烟水在我国中药资源生态学领域的研究,赋予“烧荒”这一古老传统以新的生态学内涵。发表相关SCI论文9篇,获得授权专利5项,培养硕士研究生3名。超额完成任务书中的各项指标。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Effects of smoke-water and smoke-derived butenolide on accumulation of phenolic acids in cultured hairy roots of Salvia miltiorrhiza Bung
烟水和烟源丁烯内酯对培养丹参毛状根酚酸积累的影响
- DOI:10.3329/bjb.v47i3.38715
- 发表时间:2018-10
- 期刊:Bangladesh Journal of Botany
- 影响因子:0.3
- 作者:Zhou J;Xu ZX;Ran ZF;Fang L;Guo LP
- 通讯作者:Guo LP
Preparative Separation of Monoterpenoid Indole Alkaloid Epimers from Ervatamia yunnanensis Tsiang by pH-Zone-Refining Counter-Current Chromatography Combined with Preparative High-Performance Liquid Chromatography
pH 区精制逆流色谱结合制备型高效液相色谱制备云南麻药中单萜吲哚生物碱差向异构体
- DOI:10.3390/molecules24071316
- 发表时间:2019
- 期刊:Molecules
- 影响因子:4.6
- 作者:Zhou Jie;Du Si Yu;Dong Hong Jing;Fang Lei;Feng Jin Hong
- 通讯作者:Feng Jin Hong
Smoke-Isolated Karrikins Stimulated Tanshinones Biosynthesis in Salvia miltiorrhiza through Endogenous Nitric Oxide and Jasmonic Acid
烟雾分离的 Karrikins 通过内源一氧化氮和茉莉酸刺激丹参中丹参酮的生物合成
- DOI:10.3390/molecules24071229
- 发表时间:2019-03
- 期刊:Molecules
- 影响因子:4.6
- 作者:Zhou J;Xu ZX;Sun H;Guo LP
- 通讯作者:Guo LP
Metabolomics reveals the influences of smoke-water and karrikinolide on the biosynthesis of flavonoids and terpenoids in Salvia miltiorrhiza
代谢组学揭示烟水和卡里基内酯对丹参黄酮和萜类化合物生物合成的影响
- DOI:10.1080/14786419.2019.1645663
- 发表时间:2021
- 期刊:Functional Plant Biology
- 影响因子:--
- 作者:Sun H;Liu Q;Zhou J;Guo LP
- 通讯作者:Guo LP
Smoke-water and smoke-isolated butenolide (KAR1) induce the biosynthesis of tanshinones in endophytic fungus Trichoderma atroviride D16 isolated from Salvia miltiorrhiza
烟水和烟分离的丁烯内酯 (KAR1) 诱导从丹参中分离的内生真菌黑绿木霉 D16 中丹参酮的生物合成
- DOI:10.1163/22238980-20201070
- 发表时间:2020-10
- 期刊:Israel Journal of Plant Sciences
- 影响因子:1
- 作者:Zhou J;Xu ZX;Ran ZF;Fang L;Guo LP
- 通讯作者:Guo LP
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其他文献
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- 通讯作者:周在征
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:光谱学与光谱分析,2007。
- 影响因子:--
- 作者:周洁;张时良
- 通讯作者:张时良
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