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:
32070329
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
黎凌
依托单位:
学科分类:
水分和营养物质的运输与代谢
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黎凌
中文摘要
植物分泌型腺毛因其特有的合成和储存次生代谢产物的能力被称为“细胞工厂”。青蒿素产生并储存于青蒿的分泌型腺毛中,提高腺毛密度可提高青蒿素含量,有助于解决全球青蒿素供应不足的问题。为此,需对青蒿腺毛的起始发育机制这一相对薄弱的领域进行研究。AaHD1是已知的青蒿腺毛起始发育的重要促进因子,但是其介导的信号转导途径未知。我们在前期工作中分离了AaHD1互作蛋白AaMYB5和AaMYB16以及AaHD1调控的下游基因AaWRKY75b,并初步证实它们都参与腺毛起始发育调控。基于此,本研究拟进一步明确这些基因调控腺毛起始发育的功能,研究AaMYB16、AaHD1、AaMYB5形成调控复合体的方式,以及它们在分子和遗传水平对AaWRKY75b进行调控的方式,从而揭示AaMYB16-AaHD1-AaMYB5复合体调控青蒿腺毛起始发育的分子机理,为探讨提高青蒿素含量的方法提供理论指导。
英文摘要
Glandular trichomes are known as "cell factories" for their unique ability to synthesize and store secondary metabolites in plants. Artemisinin is produced and stored in the glandular trichomes in Artemisia annua L,. Increasing the density of glandular trichomes can increase the content of artemisinin, which helps to solve the problem of insufficient supply of artemisinin in the world. Therefore, it is necessary to study the mechanism of glandular trichomes initiation and development in A. annua, where there is still a gap in our understanding. AaHD1 is a known key factor that promotes the glandular trichomes initiation in A. annua, but the signal transduction pathway mediated by AaHD1 remains elusive. In our preliminary study, we isolated the AaHD1 interaction proteins AaMYB5 and AaMYB16, as well as the downstream gene AaWRKY75b regulated by AaHD1. And they were preliminarily proved to function in the regulation of glandular trichomes initiation. Based on these analyses, this study plans to further confirm the function of these genes in glandular trichomes initiation, to explore the mode of AaMYB16, AaHD1 and AaMYB5 forming functional complex, and the mode of their regulation on AaWRKY75b at molecular and genetic level. So that reveal the molecular mechanism of the AaMYB16-AaHD1-AaMYB5 complex regulating the initiation of glandular trichomes, and provide theoretical instruction for improving the content of artemisinin.
植物分泌型腺毛因其特有的合成和储存次生代谢产物的能力被称为“细胞工厂”。青蒿素产生并储存于青蒿的分泌型腺毛中,提高腺毛密度可提高青蒿素含量,有助于解决全球青蒿素供应不足的问题。之前的研究发现AaHD1能同时调控青蒿两种腺毛的起始,同时, AaHD8和AaMIXTA1形成的复合体直接调控AaHD1,但是否存在受到AaHD1调控的靶基因以及AaHD1的互作蛋白仍不清晰。为了进一步解析调控青蒿盾状腺毛起始的分子机制,本研究首先筛选获得同时受AaHD1和AaHD8直接调控的基因AaGSW2,发现AaGSW2为盾状腺毛中特异表达的WRKY类转录因子,特异性正向调控青蒿盾状腺毛的起始而不调控TST的起始。进一步通过酵母双杂交筛库筛选到和AaHD1互作的两个转录因子,AaMYB16和AaMYB5,酵母双杂交、BiFC、Co-IP实验进一步验证了AaHD1与它们的互作关系。酵母三杂交实验和β-半乳糖苷酶酶活测定实验证明AaMYB5和AaMYB16竞争性地结合AaHD1。通过GUS染色实验、遗传转化和表型鉴定发现,AaMYB5是青蒿盾状腺毛起始的负调控因子,而AaMYB16是青蒿盾状腺毛和T型腺毛起始的正调控因子,且二者均不影响两种腺毛的形态发育。酵母单杂交实验、Dual-LUC、EMSA实验表明AaMYB16和AaMYB5均不直接调控AaGSW2的表达;AaMYB16和AaMYB5分别增强和减弱AaHD1对AaGSW2启动子的结合以及激活能力,且AaMYB5抑制AaMYB16对AaHD1转录激活的促进作用;AaMYB16和AaMYB5对AaGSW2的调控依赖于与AaHD1的互作;在RNAi-AaHD1-19转基因植株中转入AaMYB16和AaMYB5的过量表达载体,发现重组转基因植株中盾状腺毛的密度和AaGSW2的表达量均与RNAi-AaHD1-19植株相当,说明AaMYB16和AaMYB5调控盾状腺毛起始的生物学功能依赖于AaHD1。.茉莉酸甲酯处理显著降低AaMYB5的表达,酵母双杂交实验表明AaJAZ8和AaMYB5互作,Dual-LUC实验证明AaJAZ8与AaMYB5互作之后增强了AaMYB5对AaHD1转录激活作用的抑制作用。.综上,本研究揭示了以AaHD1为核心的AaHD1-AaMYB16/AaMYB5复合体调控青蒿盾状腺毛起始的分子机制。
青蒿分泌型腺毛和T形腺毛起始发育的分子机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:黎凌
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依托单位:
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
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批准号:31770327
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:黎凌
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依托单位:
国内基金
海外基金