AaMYB2介导光信号和茉莉酸信号互作调控青蒿素合成的分子机理研究

批准号:
31770327
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
黎凌
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:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
沈乾、周鹏、石璞、张婷婷、马嘉伟
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中文摘要
青蒿素是临床治疗疟疾的首选药物,需求巨大,但青蒿中含量低,因此深入研究青蒿素生物合成的分子调控机理对于遗传改良青蒿具有积极意义。研究发现茉莉酸和光都能显著提高青蒿素含量,然而,二者在调控青蒿素合成上的相互作用及其分子机制尚未研究。申请人前期研究结果显示,茉莉酸促进青蒿素合成功能基因的表达严格依赖于光,并进一步筛选到分泌性腺毛特异的青蒿素合成正调控因子AaMYB2,它能够与光信号及茉莉酸信号途径的负调控因子发生蛋白相互作用。这暗示茉莉酸和光信号通过在不同水平上调控同一个转录因子AaMYB2,从而协同调控青蒿素的合成。本项目拟在前期工作基础上,进一步明确AaMYB2对青蒿素合成功能基因启动子的调控,揭示其调控青蒿素合成的分子机理;通过研究光信号和茉莉酸信号在基因表达水平和蛋白水平对该基因的调控,初步揭示这两个信号的互作对青蒿素合成的调控机理,从而为培育高含量青蒿素的青蒿提供扎实的科学依据。
英文摘要
Artemisinin is the first choice for the clinical treatment of Malaria, and there is huge demand of production. However, the artemisinin content in Artemisia annua is relatively low. So the intensive study on the molecular regulation of the bio-synthesis of artemisinin is very positive for genetic improvement of A. annua. It is revealed that light and JAs could both improve the production of artemisinin obviously, however, the interaction of these two factors and the underlying mechanism is still unresolved. Previously, we found that the promotion of JAs on artemisinin biosythetic genes is tightly depended on light, and we further isolated the glandular trichome specific positive regulator AaMYB2, which showed protein-protein interactin with the negative regulator of the light signaling and the JAs signaling respectively. This indicated that light and JAs could regulate AaMYB2 at different level, and so that modulate the synthesis of artemisinin. Based on these preliminary studies, we intended to further verify the regulation of AaMYB2 on the promoters of the synthetic genes of artemisinin and reveal the underlying mechanism; study the regulation of light signal and JAs on the AaMYB2 gene, either at gene expression level or protein level, and reveal the interaction of this two signals and their regulation of artemisinin biosynthesis, so that provide solid scientific foundation for cultivation of A. annua with high artemisinin content.
青蒿素是临床治疗疟疾的首选药物,需求巨大,但青蒿中含量低,因此深入研究青蒿素生物合成的分子调控机理对于遗传改良青蒿具有积极意义。研究发现茉莉酸和光都能显著提高青蒿素含量,然而,二者在调控青蒿素合成上的相互作用及其分子机制尚未研究。我们通过转基因手段鉴定了AaMYB2正调控青蒿素生物合成中的功能,利用分子生物学和遗传学手段发现AaMYB2通过与AaCOP1的互作介导了光信号调控青蒿素合成,AaMYB2通过与AaJAZ8的互作介导了茉莉酸信号调控青蒿素合成。从而揭示了AaMYB2介导茉莉酸和光信号互作调控青蒿素合成的分子机制。.进一步对于光信号转导途径关键因子AaHY5以及茉莉酸信号途径的关键转录因子AabHLH1的研究发现:AaHY5激活分泌型腺毛中特异表达的AaGSW1转录因子的转录从而正调控青蒿素合成,而黑暗下AaCOP1通过泛素化降解AaHY5抑制青蒿素的生物合成;而AabHLH1介导茉莉酸正调控青蒿素的方式是通过与茉莉酸信号途径的9个同源抑制因子JAZ1-9的相互作用来实现。本项目回答了“茉莉酸促进青蒿素合成为什么依赖于光”这一青蒿素代谢调控领域重要的科学问题。本研究将有助于完整解析青蒿素生物合成的调控网络,为培育高产青蒿素的青蒿品种提供理论基础。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
A high-efficiency Agrobacterium-mediated transient expression system in the leaves of Artemisia annua L.
农杆菌介导的青蒿叶高效瞬时表达系统。
DOI:10.1186/s13007-021-00807-5
发表时间:2021-10-16
期刊:Plant methods
影响因子:5.1
作者:Li Y;Chen T;Wang W;Liu H;Yan X;Wu-Zhang K;Qin W;Xie L;Zhang Y;Peng B;Yao X;Wang C;Kayani SI;Fu X;Li L;Tang K
通讯作者:Tang K
Jasmonic acid-responsive AabHLH1 positively regulates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua
茉莉酸响应的 AabHLH1 正向调节青蒿中的青蒿素生物合成
DOI:10.1002/bab.1733
发表时间:2019-05-01
期刊:BIOTECHNOLOGY AND APPLIED BIOCHEMISTRY
影响因子:2.8
作者:Li, Ling;Hao, Xiaolong;Tang, Kexuan
通讯作者:Tang, Kexuan
Light-Induced Artemisinin Biosynthesis Is Regulated by the bZIP Transcription Factor AaHY5 in Artemisia annual
青蒿中光诱导的青蒿素生物合成受 bZIP 转录因子 AaHY5 调控
DOI:10.1093/pcp/pcz084
发表时间:2019-08-01
期刊:PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
影响因子:4.9
作者:Hao, Xiaolong;Zhong, Yijun;Tang, Kexuan
通讯作者:Tang, Kexuan
AaMYB15, an R2R3-MYB TF in Artemisia annua, acts as a negative regulator of artemisinin biosynthesis.
AaMYB15 是青蒿中的 R2R3-MYB TF,作为青蒿素生物合成的负调节因子
DOI:10.1016/j.plantsci.2021.110920
发表时间:2021-07
期刊:Plant science : an international journal of experimental plant biology
影响因子:--
作者:Wu Z;Li L;Liu H;Yan X;Ma Y;Li Y;Chen T;Wang C;Xie L;Hao X;Kayani SL;Tang K
通讯作者:Tang K
An HD-ZIP-MYB complex regulates glandular secretory trichome initiation in Artemisia annua
HD-ZIP-MYB 复合物调节青蒿腺体分泌毛状体的起始
DOI:10.1111/nph.17514
发表时间:2021-06-28
期刊:NEW PHYTOLOGIST
影响因子:9.4
作者:Xie, Lihui;Yan, Tingxiang;Tang, Kexuan
通讯作者:Tang, Kexuan
青蒿分泌型腺毛和T形腺毛起始发育的分子机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:黎凌
- 依托单位:
AaMYB16-AaHD1-AaMYB5复合体通过调控青蒿腺毛起始发育影响青蒿素合成的分子机理研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:黎凌
- 依托单位:
国内基金
海外基金
