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调控桂花CCD4基因裂解类胡萝卜素产生β-紫罗兰酮的WRKY转录因子的克隆和功能分析

批准号:
31400521
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
韩远记
依托单位:
学科分类:
树木生物学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
董美芳、陈伟才、周萍、刘茜

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
桂花是我国十大名花之一,著名的芳香植物,其中在银桂品种花瓣的精油中,β-紫罗兰酮的含量最高,是花瓣中最主要的挥发油成分。我们前期的研究已经证实,在桂花花瓣中β-紫罗兰酮是由类胡萝卜素裂解双加氧酶(OfCCD1和OfCCD4)裂解类胡萝卜素产生的,尤其是OfCCD4基因在银桂整个花期表达量都非常高,花瓣中β-紫罗兰酮的含量也较高,但是该基因在丹桂花瓣中几乎不表达。OfCCD4 基因在银桂和丹桂花瓣中的差异表达是二者花瓣中β-紫罗兰酮含量差异的根本原因。在OfCCD4基因5'端上游的启动子区域含有2个W-box回文结构,说明该基因受到WRKY转录因子的调控,本项目拟从银桂花瓣中克隆出参与调控OfCCD4基因的WRKY转录因子,并利用分子生物学和遗传学手段对其功能进行验证,阐明桂花关键芳香成分β-紫罗兰酮的产生和调控机理,为桂花芳香成分的利用提供理论依据。
英文摘要
Widely known for its strong aroma, Osmanthus fragrans is one of China’ s top ten ornamental plants and has values far beyond the merely decorative. β-ionone is an important essential oil in Albus group cultivars. Our previous works have demonstrated that β-ionone was produced by cleavage of carotenoids, which catalyzing by OfCCD1 and OfCCD4. Especially the expression level of OfCCD4 gene is very high in Zi Yingui and almost no expression in Chenghong Dangui. The main reason for the different content of β-ionon between the 2 cultivars is different transcripts of OfCCD4 gene. The 5’ upstream of OfCCD4 gene contains 2 W-box domains, indicating that the gene is regulated by WRKY transcription factors.. In this project, we will clone one or more WRKY transcription factors involved in the regulation of OfCCD4 gene, using techniques of molecular biology and genetics analyses to clarify the generation and regulation mechanism of β-ionone.
桂花是我国十大名花之一,著名的芳香植物,其中在银桂品种花瓣的精油中,β-紫罗兰酮的含量最高,是花瓣中最主要的挥发油成分。我们前期的研究已经证实,在桂花花瓣中β-紫罗兰酮是由类胡萝卜素裂解双加氧酶裂解类胡萝卜素产生的,尤其是OfCCD4基因在银桂整个花期表达量都非常高,花瓣中β-紫罗兰酮的含量也较高,但是该基因在丹桂花瓣中几乎不表达。OfCCD4 基因在银桂和丹桂花瓣中的差异表达是二者花瓣中β-紫罗兰酮含量差异的根本原因。.本项目研究以籽银桂和橙红丹桂初花期、盛花期和末花期的花瓣为材料,对WRKY3转录因子调控OfCCD4基因表达的功能进行了研究。结果表明,WRKY3与CCD4基因在不同花期的花瓣中以及利用SA、JA和ABA处理的花瓣中的表达模式都是基本一致;烟草叶片转化实验结果显示,WRKY3转录因子能够和CCD4基因的启动子结合并促进GUS基因的表达;酵母单杂交实验和凝胶迁移实验结果表明,WRKY3能够与CCD4基因启动子区域的W-box元件结合并促进CCD4基因的表达。该研究从体内和体外验证了WRKY3转录因子正向调控了CCD4基因的表达,并最终影响了桂花花瓣的颜色和关键花香成分β-紫罗兰酮的合成。
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
Characterization of OfWRKY3, a transcription factor that positively regulates the carotenoid cleavage dioxygenase gene OfCCD4 in Osmanthus fragrans
OfWRKY3(一种正调节桂花中类胡萝卜素裂解双加氧酶基因 OfCCD4 的转录因子)的表征
DOI: 10.1007/s11103-016-0483-6
发表时间: 2016-07-01
期刊: PLANT MOLECULAR BIOLOGY
影响因子: 5.1
作者: [Han, Yuanji, Wu, Miao, Shang, Fude]
通讯作者: Shang, Fude
DOI: 10.1007/s00468-015-1175-6
发表时间: 2015-06-01
期刊: TREES-STRUCTURE AND FUNCTION
影响因子: 2.3
作者: [Han, Yuanji, Chen, Weicai, Shang, Fude]
通讯作者: Shang, Fude
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