磷调控丹参根系形态结构建成和次生代谢的作用机理

基本信息
批准号:81703646
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:张辰露
学科分类:
依托单位:陕西理工大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张晓娟,冯自立,刘林,刘景玲,朱双全,张明璐
关键词:
根形态建成次生代谢可塑性组织结构
结项摘要

The difference of root morphology and organizational structure among different production areas caused quality differences and geoherbalism characteristics of Salvia Miltiorrhiza. The level of active ingredient content was the result of regulation cross root morphology formation and secondary metabolism by ecological factors. This study bases on the plasticity of plant root morphology affected by environment factors. We will use several modern biology experiment technologies, such as root morphological systematic methods, enzyme-linked immunoassay, immunohistochemical localization, real-time fluorescent quantitative PCR and HPLC fingerprint, to explore the plasticity mechanism of root morphology structure formation and secondary metabolism of Salvia Miltiorrhiza through phosphorus acts as an important environmental signal. We hope to discover the coordinated responses between root morphology structure formation and secondary metabolism affected by phosphate starvation, further explore “Low P-NO-IAA” cross regulation pathway. Our study will innovate in root morphology plasticity controlling technologies of Salvia Miltiorrhiza, promote the development of component directional cultivation, and improve the stability and consistency of medicinal materials quality in cultivation.

丹参根系形态和结构差异是我国丹参各主产区药材呈现品质差异和道地性特征的重要原因,丹参药材有效成分的含量水平是根系形态结构建成和次生代谢过程对环境因子交叉响应的结果。本研究以植物根系形态的环境可塑性为依据,拟采用根发育形态学系统方法、酶联免疫测定、免疫组织化学定位、荧光实时定量PCR和HPLC指纹图谱等多种现代生物学实验技术,研究阐明磷元素作为一种环境信号对不同生长发育时期的丹参根系形态和组织结构的“可塑性”调控及作用机理,揭示丹参根系形态结构建成和次生代谢物合成积累对磷饥饿的协同响应,进一步探究丹参“低磷-NO-IAA”交叉调控途径。本研究将为创新丹参根系形态可塑性调控技术,发展丹参“成分定向培育”,提升药材质量的稳定性和均一性提供重要的理论依据和实践参考。

项目摘要

丹参根系形态与结构差异是我国丹参在各主产区药材呈现品质差异和道地性特征的重要原因。丹参药材有效成分含量多少是根系发育和次生代谢过程对环境因子交叉响应的结果。本研究通过对不同生长发育时期、不同磷浓度处理的丹参苗根系形态建成与次生代谢变化的系统研究,发现磷不仅对丹参根系形态具有“可塑性”调控,且对次生代谢物生物合成也具有显著调控作用。通过分析丹参根系形态指标、诱导侧根发育的关键基因表达、次生代谢物含量及生物合成途径关键酶基因表达的变化,结合丹参根IAA、NO含量分析,解析丹参次生代谢物积累与根系形态建成对磷饥饿的协同响应,初步揭示了影响丹参根系形态建成和次生代谢的“低磷-NO-IAA”交叉调控途径。研究进一步发现转录因子SmMYB98b参与了磷饥饿对丹参酮生物合成和侧根发育的调节。SmbHLH3通过直接抑制关键酶基因的转录,降低丹参酚酸类和丹参酮类成分的积累。SmERF8可能通过丹参酮类成分生物合成关键基因SmKSL1的转录调控,促进丹参酮类成分的生物合成。本研究为创新丹参根系形态结构可塑性调控技术,发展丹参“成分定向培育”技术,提升药材质量的“安全性、有效性和稳定性”提供重要的理论依据和实践参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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