藏药桃儿七低温适应及低温促进鬼臼毒素积累的机制研究
结题报告
批准号:
81560617
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
栗孟飞
依托单位:
学科分类:
H3201.中药资源
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
李唯、孙萍、刘媛、李甜甜、周兰兰
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中文摘要
鬼臼毒素是一种成功商品化的天然木脂素,在治疗尖锐湿疣、抗癌与抗肿瘤方面具有显著的疗效,在临床已得到广泛应用。项目在已证明濒危藏药桃儿七低温适应以及低温促进鬼臼毒素积累的基础上,拟利用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(2D-PAGE)、质谱(MS)、高效液相色谱(HPLC)和实施定量PCR(qRT-PCR)等技术,研究桃儿七低温适应过程中差异表达蛋白质的数量、生化特性以及生物学功能,并根据差异蛋白质表达量和功能分析结果,分析差异蛋白质的表达量与关键酶活性、关键基因表达量的相互关系,从“蛋白质-基因-调控网络”三个方面探明桃儿七低温适应以及低温促进鬼臼毒素积累的分子机制。研究结果将为更好地认识和理解鬼臼毒素的代谢与调控过程、提高组织细胞培养过程中鬼臼毒素产率、指导桃儿七规模化种植、保护野生桃儿七资源等方面提供理论基础与技术支撑。
英文摘要
Podophyllotoxin (PPT) is a successful commercialization lignans, it and its derivatives are widely used in the clinical setting such as genital warts, cancer and anti-tumor, etc. In our previous study, we have proved that endangered Tibetan medicine Podophyllum hexandrum Royle (P. hexandrum) could adapt the low temperature, and the PPT content could be enhanced under cold stress. With the aim of investigating into the molecular mechanisms, the number and biochemical properties and biological functions of differentially expressed proteins in P. hexandrum will be detected by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis(2D-PAGE), mass spectrometry (MS) and bioinformatics analysis; And PPT content, key enzymes activity and genes expression will be detected by high performance liquid chromatography (HPLC) and quantitative Real-time PCR (qRT-PCR); Then the relationship between differentially expressed proteins and key enzymes and genes will be analyzed. Ultimately, the molecular mechanisms of P. hexandrum cold-adaption and cold enhancing the PPT accumulation would be revealed from three aspects "protein -gene-regulatory network". The results would provide more information and theoretical foundation on understanding the metabolic and regulatory processes of PPT, improving PDT production in ell tissue culture, guiding large-scale cultivation and protecting the wild resources of P. hexandrum.
桃儿七为我国濒危传统藏药,主要分布于喜马拉雅山及邻近高海拔(2000-4500m)地区,其根及根茎中富含鬼臼毒素(podophyllotoxin, PPT),是合成抗癌药物依托泊苷、替尼泊甙等的起始药物。研究证实低温可显著促进桃儿七生长及PPT的生物合成,然而对其促进机制研究甚少。本研究基于转录组测序与分析、qRT-PCR、HPLC等技术与方法,研究了低温/高海拔影响桃儿七生长及其PPT生物合成的分子机制,结果发现:1)适宜低温(4和10℃)有利于桃儿七植株的生长发育和干物质的积累,增加了鬼臼毒素生物合成过程中关键酶的活性和基因的高效表达,最终显著使得PPT的积累量。2)通过对桃儿七进行海拔互换(2300 m⇌3300 m)栽培,发现高海拔有利于促进桃儿七生长发育及PPT的积累;基于此研究结果,提出了高海拔“可持续循环种植-采挖”模式。3)通过对高/低海拔转录组测序与功能分析,发现234个具有生物学功能特性的差异基因参与桃儿七PPT生物合成与生长发育,其中32个基因参与植物次生代谢(23个参与PPT生物合成);202个基因参与生长发育,可以分为:细胞形态建成、生物信号、初级代谢、光合作用/能量、转录/核酸代谢、翻译/蛋白质合成、转运、逆境响应8类;基于基因的分子功能,项目组从细胞水平、整体植株和逆境适应性三个方面揭示了桃儿七高海拔适应性的分子机制。4)研究总结出桃儿七种子高效育苗技术,以及人工驯化栽培技术。该研究结果对于PPT的代谢与调控、指导桃儿七规模化种植、保护野生资源等方面提供理论基础与技术支撑。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
Antioxidant Capacity Connection with Phenolic and Flavonoid Content in Chinese Medicinal Herbs
中药材中酚类、黄酮类物质含量与抗氧化能力的关系
DOI:10.25135/rnp.24.17.08.138
发表时间:2018-05-01
期刊:RECORDS OF NATURAL PRODUCTS
影响因子:1.9
作者:Li, Mengfei;Pare, Paul W.;Xing, Hua
通讯作者:Xing, Hua
DOI:10.1016/j.plaphy.2016.06.010
发表时间:2016
期刊:Plant Physiology and Biochemistry
影响因子:6.5
作者:Yang D L杨德龙;Sun Pi孙萍;Li M F栗孟飞
通讯作者:Li M F栗孟飞
DOI:--
发表时间:2019
期刊:甘肃农业大学学报
影响因子:--
作者:吕敏;李美玲;曹小路;王陇平;高文霞;张真;栗孟飞
通讯作者:栗孟飞
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Industrial Crops and Products
影响因子:5.9
作者:Li M F栗孟飞;Sun P孙萍;Kang T L康天兰;Xing H幸华;Yang D L杨德龙;Zhang J L张金林;Paul W P
通讯作者:Paul W P
DOI:--
发表时间:2017
期刊:草业学报
影响因子:--
作者:栗孟飞;姚园园;丁耀录;葛莉;曹小路;黎洁;杨德龙
通讯作者:杨德龙
当归SOC1基因编辑体系建立及抗早薹新种质创制
  • 批准号:
    32360100
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    33万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    栗孟飞
  • 依托单位:
当归春化温度及时长精准刻画及其表观遗传调控机制研究
  • 批准号:
    32160083
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    35万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    栗孟飞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金