芥蓝BaAOP2基因不同拷贝在芥子油苷侧链修饰与代谢中的作用机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31500247
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0204.水分和营养物质的运输与代谢
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Glucosinolates are a group plant secondary metabolites that mainly found in the order of cruciferaes, which was known to have miscellaneous biological function, such as anticancer activity. To date, glucosinolate biosynthetic pathway has been clarified in model plant Arabidopsis. However, significant differences in glucosinolate composition and content were found between Arabidopsis and Brassica plants, which primarily due to the side chain modification of glucosinolate. Therefore, glucosinolate biosynthesis in Brassica should require further complement and expansion. In our previous research, alkenylation of glucosinolate in Chinese kale was extremely high, and the alkenylation reaction was not inhibited after BaAOP2.1 gene silenced, indicating that other copies of BaAOP2 gene probably play important roles in the process. The objectives of this project are to artificially create single, double and triple mutants via the latest CRISPR/Cas9 genome editing technique, elucidate the function and mechanism of BaAOP2 gene copies in glucosinolate side chain modification, and explore to building the CRISPR/Cas9 application system on Brassica plant. This research will enrich our understanding to glucosinolate biosynthesis and metabolism network, and also provide theoretic foundation and technical support for improving the quality of Brassica vegetable using the method of genome editing technique.
植物次生代谢物质芥子油苷广泛存在于十字花科植物中,具有抗癌活性等多种重要的生物学功能。模式植物拟南芥中芥子油苷生物合成的途径已经基本清楚,但拟南芥与芸薹属植物中的芥子油苷组分与含量存在显著差异,侧链修饰是造成这种差异的重要原因。因此,芸薹属植物中芥子油苷的生物合成,特别是侧链修饰还需要进一步地补充和展开。我们前期研究发现芥蓝中芥子油苷烯基化程度极高,但沉默芥蓝BaAOP2.1基因后,烯基化反应并未被抑制,推测BaAOP2基因的其他拷贝极有可能在此过程中发挥重要作用。本项目拟通过最新的CRISPR/Cas9基因组编辑技术创制不同拷贝的单突、双突和三突突变体,进而揭示其在芥子油苷侧链修饰与代谢中的作用机制,并探索建立CRISPR/Cas9技术在芸薹属植物中的应用体系。该项目的实施将丰富对芥子油苷生物合成与代谢网络的认知,同时还为通过基因组编辑技术进行芸薹属蔬菜品质改良奠定理论基础。

结项摘要

芥子油苷是主要存在于十字花科植物中的一类植物次生代谢物质,具有重要的生物学功能。但是芥子油苷在拟南芥与芸薹属植物中组分与含量差异显著,侧链修饰是造成这种差异的重要原因。本项目针对前期研究发现的问题,深入研究了芥蓝中侧链修饰基因BaAOP2的不同拷贝在芥子油苷侧链修饰与代谢中的作用机制。主要结果有:1)克隆了芥蓝BaAOP2基因不同拷贝,揭示了不同拷贝的时空表达模式;2)建立了芥蓝叶肉原生质体分离纯化和瞬时表达体系,揭示了不同拷贝的亚细胞定位情况;3)通过原核表达等手段尝试探索了芥蓝BaAOP2基因不同拷贝的体外活性;4)系统地建立了芥蓝CRISPR/Cas9基因编辑体系,基于该技术,获得了芥蓝BaAOP2基因不同拷贝的CRISPR/Cas9沉默突变株,通过分子检测与表型鉴定等手段,初步确认了BaAOP2.1是芥蓝中控制芥子油苷侧链烯基化的主效基因,揭示了不同拷贝间的相互关系。项目研究结果丰富了对芥子油苷生物合成与代谢网络的认知,同时还为通过基因编辑技术进行芸薹属蔬菜品质改良奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(9)
黄花芥蓝染色体制片优化及核型分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    浙江大学学报(农业与生命科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    夏雪;辜金花;刘丹;吴益梅;田玉肖;陈清;张芬;汤浩茹;孙勃
  • 通讯作者:
    孙勃
芥蓝1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶基因BaDXS1的克隆及原核表达
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    浙江农业学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    薛生玲;江敏;常嘉琪;刘洋;魏淋;周建坤;张芬;孙勃
  • 通讯作者:
    孙勃
Variation in the main health-promoting compounds and antioxidant activity of whole and individual edible parts of baby mustard (Brassica juncea var. gemmifera).
小芥菜(Brassica juncea var. gemmifera)整体和单个食用部分的主要促进健康化合物和抗氧化活性的变化
  • DOI:
    10.1039/c8ra05504a
  • 发表时间:
    2018-09-28
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Sun, Bo;Tian, Yu-Xiao;Jiang, Min;Yuan, Qiao;Chen, Qing;Zhang, Yong;Luo, Ya;Zhang, Fen;Tang, Hao-Ru
  • 通讯作者:
    Tang, Hao-Ru
白花芥蓝离体再生植株的研究
  • DOI:
    10.13271/j.mpb.015.001022
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    分子植物育种
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑爱红;张芬;袁巧;肖楠;杨莉媛;甘颖;杨朝君;孙勃
  • 通讯作者:
    孙勃
笋子芥和茎瘤芥生物活性物质与抗氧化能力分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙勃;夏雪;辜金花;田玉肖;张芬;陈清;侯艳霞;马杰;汤浩茹
  • 通讯作者:
    汤浩茹

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4-f光学架构频域纯相位调制压缩成像
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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其他文献

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张芬的其他基金

转录因子BaVRN1同时调控芥蓝芥子油苷生物合成与抽薹开花的分子机理
  • 批准号:
    32372683
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
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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

        graph TD
          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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