miR168b介导Δ9D基因调控沙棘果肉高积累棕榈油酸的机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31800574
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    丁健
  • 依托单位：
    大连民族大学
  • 学科分类：
    C1611.经济林学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Sea buckthorn (Hippophae L.) is an important economic tree for desertification prevention and soil and water conservation, and there is an increasing demand globally for sea buckthorn pulp oil rich in palmitoleic acid (omega-7, 25-48%). The delta 9 desaturase (Δ9D) gene, which catalyzes the conversion of C16:0 to C16:1, is the critical gene involved in palmitoleic acid biosynthesis, but the post-transcriptional regulatory mechanism of miRNA in sea buckthorn pulp oil containing high content of palmitoleic acid has not been elucidated. We detected the Δ9D gene was targeted by miR168b in our previous work. Based on our already available sea buckthorn germplasms with high diversity in palmitoleic acid content, and the sea buckthorn pulp of different developmental stages will be selected as experiment materials. We will use GC-MS, qRT-PCR and ddPCR to reveal regulatory relationship between miR168b and Δ9D gene, and the regulatory role of ‘miR168b-Δ9D’ module in palmitoleic acid biosynthesis and accumulation according to the palmitoleic acid content in pulp and the expression of miR168b and Δ9D. By over-expression and silence approach, it will be reveal led the molecular mechanism of miR168b targeting Δ9D gene regulates high accumulation of palmitoleic acid in sea buckthorn pulp based on the comparative analysis of palmitoleic acid contents and miR168b and Δ9D gene expressions between transformation organization and control group. This project will provide first revelation the regulatory mechanism of miR168b targeting Δ9D gene regulates high accumulation of palmitoleic acid in non-seed tissues of plant. This will provide great significance to improve the palmitoleic acid composition in sea buckthorn.
沙棘是荒漠防治和水土保持的重要经济树种，富含棕榈油酸(omega-7脂肪酸)(25-48%)的果肉油的全球需求量正日益增加。Δ9D基因与棕榈油酸合成密切相关，但其miRNA调控机制仍不清楚。前期研究发现沙棘miR168b靶向Δ9D基因，本项目以近缘、棕榈油酸含量存在明显差异的多对沙棘种质不同发育期果肉为材料，采用GC-MS、qRT-PCR和ddPCR等方法，通过果肉棕榈油酸含量及miR168b、Δ9D基因表达的分析，明确miR168b与Δ9D基因间的调控关系及其在棕榈油酸合成积累过程中的作用；利用过表达和沉默miR168b与Δ9D基因的方法，比较转化组织中棕榈油酸含量及miR168b、Δ9D基因表达与对照的差异，揭示miR168b介导Δ9D基因调控果肉高积累棕榈油酸的作用机制。这将首次揭示“miR168-Δ9D”模块调控植物非种子组织高积累棕榈油酸的机理，对高棕榈油酸沙棘育种具有重要意义。

结项摘要

沙棘是具有重要营养价值和生态价值的木本油料作物，因其果肉(非种子组织)中富含棕榈油酸(omega-7脂肪酸，C16:1n7) (25-48%)而在世界范围内得到广泛应用。Δ9D基因与棕榈油酸合成密切相关，但其miRNA调控机制仍不清楚。前期研究发现沙棘miR168b靶向Δ9D基因，本项目以近缘、棕榈油酸含量存在明显差异的不同沙棘种质(‘杂56’和‘TF2-36’)不同发育期果肉为材料，采用GC-TOF/MS、qRT-PCR和非靶向代谢组学分析表明，沙棘果肉发育期间Δ9D基因表达量与棕榈油酸含量呈正相关，而且16:1-CoA、G3P的高丰度与Δ9D、GPD1基因的高表达协同调控果肉高积累棕榈油酸，表明沙棘Δ9D基因在棕榈油酸合成过程中具有重要作用。通过烟草遗传转化验证发现，过表达miR168b的靶基因Δ9D可显著提高烟草叶片棕榈油酸含量；过表达miR168b的烟草叶片Δ9D基因表达量和棕榈油酸含量均显著降低；在稳定转化Δ9D基因的烟草中，分别沉默和过表达miR168b对叶片棕榈油酸合成具有明显的促进和抑制作用，表明miR168b负调控靶基因Δ9D而影响棕榈油酸的合成。本项目明确了miR168b-Δ9D模块在沙棘果肉棕榈油酸合成过程中的作用，研究结果不仅为深入解析非种子组织油脂和重要脂肪酸合成代谢机制提供了新的科学依据，而且对高油高棕榈油酸沙棘育种具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Nontargeted metabolomic and multigene expression analyses reveal the mechanism of oil biosynthesis in sea buckthorn berry pulp rich in palmitoleic acid
非靶向代谢组学和多基因表达分析揭示了富含棕榈油酸的沙棘浆果果肉的油脂生物合成机制
  • DOI：
    10.1016/j.foodchem.2021.131719
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Food Chemistry
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Jian Ding;Chengjiang Ruan;Ying Guan;He Li;Wei Du;Shunguang Lu;Xiufeng Wen;Ke Tang;Ye Chen
  • 通讯作者：
    Ye Chen
沙棘3-磷酸甘油脱氢酶基因生物信息学及表达分析
  • DOI：
    10.13271/j.mpb.018.000409
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    分子植物育种
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘景;丁健;阮成江;杜维;张莞晨;韩平
  • 通讯作者：
    韩平
RNA-seq data reveals a coordinated regulation mechanism of multigenes involved in the high accumulation of palmitoleic acid and oil in sea buckthorn berry pulp
RNA-seq数据揭示了沙棘浆果果肉中棕榈油酸和油脂高积累的多基因协调调控机制
  • DOI：
    10.1186/s12870-019-1815-x
  • 发表时间：
    2019-05-20
  • 期刊：
    BMC PLANT BIOLOGY
  • 影响因子：
    5.3
  • 作者：
    Ding, Jian;Ruan, Chengjiang;Guan, Ying
  • 通讯作者：
    Guan, Ying
Qualitative and Quantitative Assessment of Fatty Acids of Five Woody Crop Oils by Gas Chromatography Coupled with Time-of-Flight Mass Spectrometry (GC-TOF-MS)
利用气相色谱结合飞行时间质谱 (GC-TOF-MS) 对五种木本作物油的脂肪酸进行定性和定量评估
  • DOI：
    10.7506/spkx1002-6630-20180604-034
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    食品科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ding Jian;Ruan Chengjiang;Han Ping;Mopper Susan;Guan Ying
  • 通讯作者：
    Guan Ying
Tandem Mass Tag Based Quantitative Proteomics of Developing Sea Buckthorn Berries Reveals Candidate Proteins Related to Lipid Metabolism
基于串联质量标签的沙棘浆果定量蛋白质组学揭示了与脂质代谢相关的候选蛋白质
  • DOI：
    10.1021/acs.jproteome.8b00764
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF PROTEOME RESEARCH
  • 影响因子：
    4.4
  • 作者：
    Du, Wei;Xiong, Chao-Wei;Guo, Hai
  • 通讯作者：
    Guo, Hai

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其他文献

高效液相色谱-串联质谱法同时测定沙棘中的11种黄酮类物质
  • DOI：
    10.13526/j.issn.1006-6144.2019.03.009
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    分析科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
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  • 通讯作者：
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典型工业发酵过程环境变化下的细胞自适应行为与系统优化
  • DOI：
    10.13345/j.cjb.190207
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    丁健;罗洪镇;史仲平
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    史仲平
基于面板声功率贡献量分析的齿轮箱噪声控制方法研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
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  • 影响因子：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    郭骋
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李宏坤;郭骋;房世利;丁健
  • 通讯作者：
    丁健
幼保小連携推進のモチベーション獲得を目指すアクション・リサーチ
旨在激发幼儿与小学合作动力的行动研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2009
  • 期刊：
    全国保育士養成協議会第48回研究発表論文集 第48回大会
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    佐藤尚子;今井航;丁健;潘静;山崎洋子;小泉裕子・冨田久枝・田爪宏二;リチャード・オルドリッチ著・山崎洋子/木村裕三訳;佐藤尚子;平野正久編著;小泉裕子・冨田久枝・松田広則・田爪宏二
  • 通讯作者：
    小泉裕子・冨田久枝・松田広則・田爪宏二

其他文献

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丁健的其他基金

沙棘HrDof1.2转录因子调控果肉油脂合成积累的分子机制
  • 批准号：
    32371913
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
    50.00 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

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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