低温诱导青蒿素生物合成的分子机制研究
结题报告
批准号:
81973420
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
廖志华
依托单位:
学科分类:
中药资源
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
廖志华
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中文摘要
中药材青蒿(Artemisia annua)是生产抗疟药物青蒿素的唯一天然来源。青蒿素生物合成的调控是相关领域的研究热点之一,但低温诱导青蒿素生物合成的分子机制不明。我们发现1个响应0℃/ABA的青蒿转录因子AabHLH106,能间接转录激活青蒿素生物合成基因;能与激酶AaAPK1和转录因子AaMYC2相互作用;过表达AabHLH106能提高青蒿素含量和增强耐受低温胁迫能力。在现有基础上,综合采用分子生物学、生物化学和转基因等方法技术深入研究:AaAPK1磷酸化AabHLH106的机制;磷酸化对AabHLH106 转录激活功能的影响;AabHLH106-AaMYC2复合体共同调控青蒿素生物合成的机制。通过本项目研究,结合我们已投稿AabHLH112相关研究,解析低温诱导青蒿素生物合成的分子机制,丰富植物萜类生物合成调控的知识体系,创制出青蒿素含量高且耐受低温胁迫的青蒿新种质。
英文摘要
Artemisia annua is the only natural source for the commercial production of anti-malarial artemisinin. Molecular regulation of artemisinin biosynthesis is one of the hot topics in the field of metabolic regulation on plant secondary metabolism. Unfortunately, it is very poorly understood that low temperature regulates artemisinin biosynthesis at the molecular and biochemical levels. We have identified a bHLH transcription factor (AabHLH106) from A. annua. AabHLH106 was induced by ABA and a low temperature of 0℃, respectively. AabHLH106 was able to indirectly transactivate artemisinin biosynthesis genes, and physically interacted with the kinase AaAPK1 and the transcription factor AaMYC2. Overexpression of AabHLH106 promoted the artemisinin production and enhanced tolerance to low temperature stress in the plants of A. annua. Based on these results, the molecular mechanisms of AabHLH106 regulating artemisinin biosynthesis will be further studied in this project, using the methods associated with molecular biology, biochemistry, transgenic technology and etc. In the presently proposed studies, we focus on the following scientific problems: 1) the molecular mechanism on phosphorylation of AabHLH106 through AaAPK1, 2) the effects of AabHLH106 phosphorylation on transactiviting artemisinin biosynthesis genes, 3) the molecular mechanisms that the AabHLH106-AaMYC2 complex regulates artemisinin biosynthesis. Based on these studies in this project, and combined with a submitted manuscript reported that AabHLH112 is a positive role in regulating artemisinin biosynthesis under low temperature (4℃) condition, molecular mechanisms on low temperature inducing artemisinin biosynthesis is able to be well elucidated. This project not only enriches our knowledge on molecular regulation of terpene biosynthesis in planta, but also establish novel germplasm of A. annua with high-yield artemisinin and strong tolerance to cold stress.
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
DOI:10.1021/acssynbio.1c00016
发表时间:2021-05-11
期刊:ACS SYNTHETIC BIOLOGY
影响因子:4.7
作者:Gou, Yuqin;Zhang, Fangyuan;Liao, Zhihua
通讯作者:Liao, Zhihua
AabHLH113 integrates JA and ABA signalling to positively regulate artemisinin biosynthesis in Artemisia annua.
AabHLH113 整合 JA 和 ABA 信号传导,正向调节青蒿中的青蒿素生物合成。
DOI:10.1111/nph.18567
发表时间:2022
期刊:New Phytologist
影响因子:9.4
作者:Mingyuan Yuan;G. Shu;Jiaheng Zhou;Ping He;Li;Chunxian Yang;Mingyun Chen;Z. Liao;Fangyuan Zhang
通讯作者:Fangyuan Zhang
DOI:10.3389/fpls.2022.973591
发表时间:2022
期刊:Frontiers in plant science
影响因子:5.6
作者:
通讯作者:
DOI:10.1016/j.apsb.2021.09.026
发表时间:2022-03
期刊:ACTA PHARMACEUTICA SINICA B
影响因子:14.5
作者:Shu, Guoping;Tang, Yueli;Yuan, Mingyuan;Wei, Ning;Zhang, Fangyuan;Yang, Chunxian;Lan, Xiaozhong;Chen, Min;Tang, Kexuan;Xiang, Lien;Liao, Zhihua
通讯作者:Liao, Zhihua
假托品类生物碱托品林生物合成与代谢工程研究
  • 批准号:
    32370277
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
托品烷生物碱生物合成途径的全面解析与代谢工程及合成生物学研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    223万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
莨菪碱转运分子机理与代谢工程研究
  • 批准号:
    31770335
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
WRKY类转录因子在托品烷类生物碱生物合成中的调控作用研究
  • 批准号:
    31370333
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
MVA和MEP途径遗传改造对青蒿素生物合成的影响
  • 批准号:
    31070266
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
紫杉醇前体依赖于MEP途径合成的分子调控机理
  • 批准号:
    30771238
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    28.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
银杏内酯前体生物合成途径中关键酶基因的克隆与功能分析
  • 批准号:
    30500303
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    廖志华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金