《擬南芥一碳代謝網路對甲醛脫毒作用的機理研究》是依託昆明理工大學，由陳麗梅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：擬南芥一碳代謝網路對甲醛脫毒作用的機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳麗梅
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
甲醛對所有生物都有毒性,很多研究說明植物可以吸收和代謝甲醛，但還不清楚甲醛在植物體內的代謝途徑，H14CHO標記試驗說明甲醛在植物中的 脫毒可能通過C1代謝進行。本項目以擬南芥為材料，用H13CHO處理後通過13C NMR對其代謝譜進行分析推測甲醛經過C1代謝網路脫毒的途徑；同時 結合檢測這些途徑關鍵酶基因表達水平及酶活性，評價這些代謝途徑在甲醛脫毒過程中的作用；選用關鍵酶突變體做材料，用H13CHO處理後使用 13C NMR分析甲醛代謝中間產物含量的變化，考察各代謝途徑對甲醛脫毒的貢獻能力；在轉基因植物中過量表達甲醛代謝關鍵酶，考察轉基因植物 代謝甲醛能力的變化；最終闡明擬南芥C1代謝網路在甲醛脫毒中的作用機理。甲醛作為重要C1代謝中間產物，其代謝機理的揭示將是植物一碳代謝 研究的重要突破，並促進甲醛上下游產物如甲醇、甲酸代謝研究。甲醛代謝關鍵酶可套用於開展甲醛污染的植物修復基
結題摘要
很多研究表明植物可以吸收甲醛，H14CHO標記試驗說明植物吸收的甲醛可通過C1代謝或卡爾文循環的同化作用脫毒，但至今還不清楚甲醛在植物體內具體的代謝途徑。本項目用H13CHO處理擬南芥後通過13C-NMR對其代謝譜進行分析，結果發現H13CHO經過C1代謝網路產生[3-13C]Ser，通過卡爾文循環的同化作用產生[U-13C]Gluc。利用線粒體滲透性孔道抑制劑和SHMT及FDH突變體的試驗結果說明：C1代謝和卡爾文循環在擬南芥甲醛代謝過程中能同時而又獨立地起作用。根據13C-NMR分析結果總結出H13CHO在擬南芥中的具體代謝路徑，通過對甲醛脅迫下C1代謝關鍵酶基因表達譜的分析提出擬南芥甲醛代謝的轉錄調控機理。在轉基因矮牽牛和菸草中過量表達擬南芥的SHMT及FDH可以提高轉基因植物同化和吸收甲醛的能力，說明擬南芥甲醛代謝關鍵酶可套用於開展甲醛污染的植物修復基因工程。通過詳細考察13CH3OH在擬南芥中的代謝路徑證實13CH3OH在擬南芥中被氧化為H13CHO後也通過C1代謝和卡爾文循環同化。
