细胞分裂素诱导檀香醇生物合成的分子调控机制研究

批准号:
31870666
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
张新华
依托单位:
学科分类:
C1611.经济林学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾永霞、刘焕芳、李媛、牛美云、闫海锋、熊玉萍、张月雅
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中文摘要
檀香(Santalum album L.)为檀香科常绿乔木,从其心材中提取的檀香精油价值是黄金的三倍,素有“液体黄金”之称,其主要成分为檀香醇,约占80%以上。在自然生长条件下檀香需6-8年才开始形成心材,30-40年获经济收益,因此,开展促成檀香心材形成具有重要意义。但目前对檀香醇生物合成的调控机制认识仍不清楚。我们的前期研究表明:外源细胞分裂素能显著促成檀香心材形成;MYB,bHLH或WRKY类转录因子可能在檀香醇生物合成关键基因SaSSY、SaCYP736A167和SaCYP76F39V1的表达中具重要的调控作用。本项目拟应用生理生化、转录组学、分子生物学等技术研究:檀香醇生物合成的转录调控网络;细胞分裂素诱导檀香醇合成的作用机制;转录因子调控檀香醇生物合成的分子机制。研究结果为檀香的育种改良提供分子生物学基础,为实现人工促成檀香心材形成和提高经济效益具有重要应用价值。
英文摘要
Santalum album is an evergreen tree in Santalaceae. Sandalwood oil extracted from heartwood is very expensive and its value is three times to gold, in which major constituents are santalol ( > 80%), known as “Liquid Gold”. S. album starts to form heartwood about six to ten years after planting at normal growth condition and gain economic benefits after planting thirty to forty years. Therefore, it is of important sigificance to induct heartwood formation of S. album. To date, little is known about the regulation mechanism of santalol biosynthesis. .In our preliminary study, we found that exogenous cytokinin could remarkablely induce heartwood formation in S. album. Transcription factors, MYB, bHLH or WRKY may play important roles in regulating expression of SaSSY, SaCYP736A167 and SaCYP76F39V1 that are key genes involved in santalol biosynthesis. This project proposal that developed based on our preliminary results aims to study: (1) transcriptional regulatory networks of santalol biosynthesis, (2) the mechanisms of sandalol biosynthesis induced by cytokinin; (3) molecular regulation mechanism of MYB, bHLH or WRKY on expression of SaSSY, SaCYP736A167 and SaCYP76F39V1 based on plant physiology and biochemistry, molecular biology, combined with transcriptomic methods..The result of this project will help to understand molecular regualtion mechanism of santalol bisynthesis, but also has important significance in developing a practical method or technology to induce heartwood formation and enhance economic benefits in sandalwood industry.
本项目研究了细胞分裂素(6-BA)调控檀香心材形成的作用机制,结果表明:施加6-BA对内源激素水平的变化影响较大,推测一种/多种激素水平的升高激活了檀香茎形成层分化与心材的形成以及精油的合成和累积;结合代谢物分析、转录网络调控和关键基因的表达阐明了6-BA诱导檀香精油生物合成的作用机制。本研究研发了一种切实可行的高效人工促成檀香心材形成和精油合成的技术。该技术通过调控心材形成导致精油累积打破常规用MeJA诱导植物萜烯化合物生物合成的技术手段,相信在未来,人工促成檀香提早结香新技术将得以应用。鉴定到SaMYB89和几个SabHLHs对檀香精油合成关键酶基因SaSSY和SaCYP736A167可能具有调控作用,进一步通过双荧光素酶实验、酵母单杂交实验、EMSA实验验证了转录因子对檀香醇合成的分子调控机制。本项目研究结果为檀香的育种改良提供理论基础,为研发切实可行的诱导檀香精油生物合成的方法提供理论依据,以实现人工促成檀香心材形成、缩短檀香人工林的种植周期及提高经济效益具有重要的实际应用价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Molecular cloning and functional characterization of bisabolene synthase (SaBS) promoter from Santalum album
檀香红没药烯合酶 (SaBS) 启动子的分子克隆和功能表征
DOI:--
发表时间:2020
期刊:Forests
影响因子:2.9
作者:Haifeng Yan;Yuping Xiong;Jaime A. Teixeira da Silva;Jinhui Pang;Ting Zhang;Xincheng Yu;Xinhua Zhang;Meiyun Niu;Guohua Ma
通讯作者:Guohua Ma
Cloning and expression analysis of mevalonate kinase and phosphomevalonate kinase genes associated with the MVA pathway in Santalum album.
檀香MVA通路相关甲羟戊酸激酶和磷酸甲羟戊酸激酶基因的克隆及表达分析
DOI:10.1038/s41598-021-96511-4
发表时间:2021-08-19
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Niu M;Xiong Y;Yan H;Zhang X;Li Y;da Silva JAT;Ma G
通讯作者:Ma G
Elicitors Modulate Young Sandalwood (Santalum album L.) Growth, Heartwood Formation, and Concrete Oil Synthesis.
Elicitors 调节年轻檀香 (Santalum album L.) 的生长、心材形成和混凝土油合成
DOI:10.3390/plants10020339
发表时间:2021-02-10
期刊:Plants (Basel, Switzerland)
影响因子:--
作者:Li Y;Zhang X;Cheng Q;Teixeira da Silva JA;Fang L;Ma G
通讯作者:Ma G
Identification and functional characterization of three new terpene synthase genes involved in chemical defense and abiotic stresses in Santalum album
檀香中参与化学防御和非生物胁迫的三个新萜烯合酶基因的鉴定和功能表征
DOI:10.1186/s12870-019-1720-3
发表时间:2019-03
期刊:BMC Plant Biology
影响因子:5.3
作者:Xinhua Zhang;Meiyun Niu;Jaime A. Teixeira da Silva;Yueya Zhang;Yunfei Yuan;Yongxia Jia;Yangyang Xiao;Yuan Li;Lin Fang;Songjun Zeng;Guohua Ma
通讯作者:Guohua Ma
Molecular Cloning and Functional Analysis of 1-Deoxy-D-Xylulose 5-Phosphate Reductoisomerase from Santalum album.
檀香1-脱氧-D-木酮糖5-磷酸还原异构酶的分子克隆及功能分析
DOI:10.3390/genes12050626
发表时间:2021-04-22
期刊:Genes
影响因子:3.5
作者:Zhang Y;Yan H;Li Y;Xiong Y;Niu M;Zhang X;Teixeira da Silva JA;Ma G
通讯作者:Ma G
檀香油体形成的分子机制解析
- 批准号:32371925
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:张新华
- 依托单位:
基于全基因组解析檀香醇生物合成的分子机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:张新华
- 依托单位:
诱导子促进檀香精油积累的信号调控机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张新华
- 依托单位:
檀香吸器发生及其与寄主植物互作机制研究
- 批准号:31470685
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:90.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:张新华
- 依托单位:
生长素和细胞分裂素在檀香吸器发生中的作用研究
- 批准号:31100498
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张新华
- 依托单位:
国内基金
海外基金
