植物新型萜類合成酶基因的功能和進化

《植物新型萜類合成酶基因的功能和進化》是依託陝西師範大學，由李廣林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植物新型萜類合成酶基因的功能和進化
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李廣林
• 依託單位：陝西師範大學

項目摘要

萜類是植物次生代謝物中種類最多的一類，它們具有重要的生理生態功能和藥用價值。萜類合成酶（TPS）是萜類合成的關鍵酶，對其產物多樣性的分子基礎探究一直是植物次生代謝領域的研究熱點。除發現植物型萜類合成酶（pTPS）基因外，我們在非種子維管植物江南卷柏中還首次報導了植物新型萜類合成酶（mTPS）基因，目前尚不清楚這類mTPS基因是否也存在於其它植物中。 為了深入理解mTPS基因的功能和進化起源，本項目以處於進化重要位置的角苔、藤石松、中華水韭和蕨等四種代表性植物為研究對象，首先整合現有的和自建的轉錄組數據，進行mTPS基因的生物信息學分析和實驗鑑定。然後利用酶活分析，蛋白同源建模，點突變及氣質聯用等方法，進行mTPS基因的生化和生物學功能分析。最後通過比較基因組學和分子進化方法提出mTPS基因的功能和進化。mTPS基因的發現，為探索TPS的生理生化功能的多樣性及進化起源的多元性提供了理論依據。

結題摘要

萜類是植物次生代謝物中種類最多的一類，它們具有重要的生理生態功能和藥用價值。萜類合成酶（TPS）是萜類合成的關鍵酶，對其產物多樣性的分子基礎探究一直是植物次生代謝領域的研究熱點。除發現植物型萜類合成酶（pTPS）基因外，我們在非種子維管植物江南卷柏中還首次報導了植物新型萜類合成酶（mTPS）基因。為了探究mTPS基因是否也存在於其它非種子植物中，本項目以處於進化重要位置的代表性苔蘚和蕨類植物為研究對象，首先通過轉錄組數據的整合與分析，獲得22個mTPS基因。然後對13個mTPS 基因（7個苔蘚mTPS和6個蕨類mTPS）進行體外酶活、蛋白同源建模、點突變以及氣質聯用等分析，獲得苔蘚和蕨類植物中這13個mTPS的功能。最後通過比較基因組學和分子進化方法，提出mTPS 基因的進化起源。在此項目的基礎上，申請到國家自然科學基金面上項目一項，發表SCI論文三篇，核心論文兩篇，實現了預期的研究目標。