《水稻三萜代謝物多樣性的進化機制研究》是薛哲勇為項目負責人，中國科學院植物研究所為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：水稻三萜代謝物多樣性的進化機制研究
- 項目類別 ：面上項目
- 項目負責人：薛哲勇
- 依託單位 ：中國科學院植物研究所
結題摘要,項目摘要,
結題摘要
三萜化合物具有多種多樣的結構，包括植物甾醇，甾體皂苷，三萜皂苷和甾體和三萜酯等多種形式，對植物生長發育和抗性具有重要的作用。2,3-氧化鯊烯環化酶(OSC)是三萜代謝途徑的關鍵酶，在擬南芥和水稻的OSC 家族成員分別有13和12 個，多數成員的功能已被鑑定。OSC 序列差異及功能進化導致三萜的分布和功能具種屬特異性。OSC 在品種間也會發生序列和功能分化，因此代表品種的OSC 功能不能解釋整個種群三萜代謝物的多樣性，有必要研究種群中等位基因功能分化的機制。本項目完成了水稻核心種質資源74個品種的開花期6個不同器官和組織的三萜代謝譜的分析和比較；從42個水稻品種和野生稻中克隆了OsOSC7基因序列，並分析其生化功能，除了之前鑑定的帕克醇，又發現了18種新的三萜產物，鑑定了其中三種產物的化學結構；通過結構模擬和定點突變，找到並驗證了確定OsOSC7產物特異性的關鍵胺基酸位點。結合分子進化分析、蛋白結構模擬和定點突變技術等手段從分子水平闡明水稻三萜代謝物多樣性的機制； 並為OSC環化機制的研究提供新的思路和手段
項目摘要
三萜是一類重要的次生代謝產物，具有抗蟲、抗旱、抗病等作用，同時也是研究代謝多樣性較好的模式系統。2,3-氧化鯊烯環化酶(OSC)是三萜代謝途徑的關鍵酶，水稻的OSC家族成員有12個，多數成員的功能已被鑑定。OSC序列差異及功能進化導致三萜的分布和功能具種屬特異性。OSC在品種間也會發生序列和功能分化，因此代表品種的OSC功能不能解釋整個種群三萜代謝物的多樣性，有必要研究種群中等位基因功能分化的機制。本項目以水稻12個OSC家族成員為研究對象，分析不同品種及野生稻三萜代謝譜特徵，發掘未知的三萜化合物，確定微核心種質三萜代謝物類群，克隆每一類群代表品種中12個OSC等位基因序列，選擇cDNA序列多態性的OSC，構建過表達載體，通過轉化，測定轉基因酵母及水稻三萜代謝物組成及含量差異，確定每一OSC酶的功能。通過定點突變驗證等位基因功能分化的關鍵胺基酸位點，闡明水稻三萜代謝物多樣性的分子進化機制。
