课题基金 / 基金详情

基因组信息指导下烟草内生真菌1022LEF代谢产物多样性的挖掘及农用生物活性研究

批准号:
32070391
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
张鹏
学科分类:
植物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏

项目摘要

结项摘要

张鹏的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
植物内生真菌具有显著的次级代谢产物生产潜力,但编码合成这些代谢产物的基因簇在常规培养条件下较少表达。在青年基金资助下,申请人分离获得了一株烟草内生真菌Aspergillus tennesseensis 1022LEF,发现在烟碱胁迫下,其代谢产物谱发生了积极的响应,产生了新的聚酮类化合物。基于基因组生物信息学分析定位了23个I型PKS生物合成基因簇,大多数基因簇可生产的化合物处于未知状态,其具有很大的新颖化合物的生产潜力可供挖掘。本项目拟在前期工作的基础上,基于OSMAC策略下的培养调控,利用烟碱胁迫和小分子表观遗传修饰因子等激活沉默的代谢途径。同时,应用基因组挖掘技术下的转录调控和异源表达,深入发掘菌株代谢潜力,提高新颖化合物合成量或数量。最后,对获得的目标化合物,运用多种活性模型对其进行广泛的农业活性筛选评价和机理研究。本研究将为具有自主知识产权的农业生物药物创制开发提供化合物实体。
英文摘要
Plant endophytes possess significant secondary metabolites production potential; however, the synthetic gene clusters of these metabolites were rarely expressed under the conventional cultural conditions. During our ongoing investigations on the secondary metabolites from endophytic fungi, we isolated a fungal strain Aspergillus tennesseensis 1022LEF from Nicotiana tabacum L. Under the stress of nicotine, the secondary metabolites of this strain occurred positive responses, leading to the production of a series of new polyketids. Bioinformatics analysis of its genome revealed 23 PKS-I gene clusters, and most of them are silent. Therefore, based on previous studies, this project will focus on cultivation regulation using OSMAC strategy, especially nicotine and epigenetic modifiers, to optimize and design different cultural conditions to activate silent metabolic pathways. Moreover, the target gene clusters will be activated and regulated by transcriptional regulation and heterologous expression to obtain structurally novel metabolites. Finally, the agricultural activities including anti-phytopathogenic, insecticidal, and herbicidal activity will be evaluated. This study will offer novel lead compounds for the agricultural biological drug development with independent intellectual property rights.
植物内生真菌具有显著的次级代谢产物生产潜力,但编码合成这些代谢产物的基因簇在常规培养条件下较少表达。基因组时代的天然产物研究已经拓展为学科间的交叉融合研究。以基因组信息为指导通过基因簇表达的转录调控激活策略,已成为高效激活沉默基因簇表达的有效手段之一。本项目按计划开展了一株烟草内生真菌Aspergillus tennesseensis 1022LEF代谢潜能的挖掘、代谢产物的分子多样性和农用活性研究。对目标菌株1022LEF进行了全基因组测序,获得了34.7 Mb的全基因组序列信息,定位了23个I型PKS生物合成基因簇;应用OSMAC策略下的培养条件优化、烟碱胁迫等培养调控技术,结合基因组信息指导下转录调控激活策略,从不同菌株中共分离鉴定单体化合物83个,其中新结构化合物22个,结构类型涵盖聚酮、生物碱、萜类、甾体、混源萜等,1个新骨架吲哚异戊烯基生物碱化合物入选Natural Product Reports热点化合物;系统评价了单体化合物的农用生物活性,筛选发现具有抑菌化合物3个,杀虫化合物1个,除草化合物5个,揭示了山梨素类化合物除草作用机制和苯并噻唑类化合物杀虫作用机制,获得了4个具有自主知识产权的农用活性先导化合物;在本项目的资助下,研究团队在Journal of Agricultural and Food Chemistry、Organic Chemistry Frontiers、Tetrahedron等杂志发表SCI论文8篇,其中中科院一区论文3篇,1篇热点文章,1篇封面文章,授权国家发明专利4项,获得省部级成果2项。本项目应用多重调控激活策略,充分挖掘了一株真菌的代谢潜能,发现了一系列结构新颖且活性显著的先导分子,为具有自主知识产权的农业生物药物创制开发提供了化合物实体。
基于基因导向的高通量qRT-PCR技术精准发掘真菌异戊烯基吲哚生物碱类化合物及其农用活性研究
分级组合筛选和单菌多产物策略下烟草内生真菌中抗肿瘤活性代谢产物研究
  • 批准号:
    31700295
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金