高通量测序技术筛选真菌紫杉醇合成相关基因及其功能研究

基本信息
批准号:31370118
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:张鹏
学科分类:
依托单位:中南民族大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:金文闻,宋发军,席晓圆,于鹏飞,张蒙,吕杉,张勇亮
关键词:
功能基因超表达紫杉醇基因敲除异源表达
结项摘要

Molecular cloning and functional research of genes related to fungal taxol biosynthesis, is a key aspect for clarification of molecular mechanism of fungal taxol biosynthesis and for increasing taxol production in taxol-producing fungi with genetic engineering technology. However, only a few of genes related to fungal taxol biosynthesis were reported and their function was scarce. In this project, Cladosporium cladosporioides MD2, a taxol-producing fungus, was used as a research subject. Differentially expressed genes (DEGs) in C. cladosporioides MD2 responded to Methyl jasmonate (MeJA) were analyzed by RNA-seq technology. The candidate genes related to fungal taxol biosynthesis were screened from DEGs, and the full-length cDNA and DNA sequences of the candidate genes were cloned by RACE technology. The biological functions of these candidate genes in C. cladosporioides MD2 were in vivo clarified by gene over-expression, targeted gene replacement (TGR) technology and RNA interference (RNAi) technology. The catalytic functions of the expression product of these candidate genes were clarified by heterologous expression analysis in E.coli or yeast. By these above research, we would illuminate five to eight key genes related to taxol biosynthesis in C. cladosporioides MD2. The research results can not only lay the foundations for clarification of the molecular mechanism of fungal taxol biosynthesis, also can provide the evidence for the genetic engineering improvement of taxol-producing fungi.

克隆真菌中紫杉醇合成相关基因并明晰其功能,是研究真菌紫杉醇生物合成的分子机理,以及利用基因工程技术提高真菌紫杉醇产量的关键环节。目前相关研究甚少。本项目以产紫杉醇内生真菌枝状枝孢霉MD2为研究材料,采用RNA-seq技术对枝状枝孢霉MD2受茉莉酸甲酯诱导前后的差异表达基因进行全面分析, 筛选与紫杉醇合成相关的侯选基因,采用基因敲除、RNA干扰、基因超表达技术在宿主体内(in vivo)研究候选基因的生物学功能,并通过在大肠杆菌或酵母中异源表达候选基因以及检测其表达产物的催化底物和产物,体外(in vitro)分析候选基因的催化作用,最终确定5-8个枝状枝孢霉MD2的紫杉醇合成相关基因及其功能,初步揭示枝状枝孢霉MD2中紫杉醇生物合成的分子机制,为高产紫杉醇基因工程菌株的构建提供理论依据。

项目摘要

筛选真菌紫杉醇合成相关基因资源,并克隆和功能分析相关候选基因,是研究真菌紫杉醇合成的分子机理以及利用基因工程技术提高真菌紫杉醇产量的关键。针对枝状枝孢霉(简称:枝霉)MD2继代过程中紫杉醇产量下降的现象,本项目采用RNA-seq技术首先分析了枝霉MD2的T0转录组(不添加MeJA),通过注释该转录组信息首次预测了枝霉MD2的紫杉醇合成途径及其基因信息,根据同源基因注释结果初步揭示了枝霉MD2继代过程中紫杉醇产量降低的可能原因。针对MeJA可以诱导提高枝霉MD2紫杉醇产量的现象,进一步完成了MeJA诱导不同时间点(0h、6h、12h、18h、24h、30h)的枝霉MD2的转录组测序以及枝霉MD2的基因组测序与分析工作,初步揭示了响应MeJA诱导的基因表达特征,进一步揭示了枝霉MD2紫杉醇合成的潜在途径及其相关候选基因。克隆了35个候选基因的DNA和cDNA全长序列,并完成其拷贝数和表达特征分析。构建了16个候选基因的过表达载体,并获得其转基因菌株,完成了16个候选基因过表达菌株的检测,初步分析了这些候选基因对枝霉MD2紫杉烷类合成的影响,一定程度上揭示了枝霉MD2紫杉醇合成相关的基因资源。分别采用同源重组方法以及Talen和CRISPR/Cas9系统构建了10个Unigenes的敲除载体,并进行了转基因分析,为后期相关研究提供了基础。分别构建了8个Unigenes的原核表达菌株,完成了6个Unigenes的诱导表达条件的优化工作,纯化了3个Unigenes的表达蛋白,为后期的酶学检测奠定了基础。另外,为了增加药用植物内生菌研究资源,开展了七叶一枝花和蛇足石杉内生菌研究,获得多株产重楼皂苷和石杉碱甲(乙)的内生菌资源,这是本项目的延伸,为后期研究扩展了新方向。本项目已发表论文16篇,已投SCI期刊3篇;授权发明专利1项,申请发明专利7项。本项目的完成为深入研究枝霉MD2的紫杉醇合成和调控机理奠定了基础,也为其它植物内生菌研究提供了参考。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
3

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021
4

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

多源数据驱动CNN-GRU模型的公交客流量分类预测

DOI:10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.05.022
发表时间:2021
5

卡斯特“网络社会理论”对于人文地理学的知识贡献-基于中外引文内容的分析与对比

卡斯特“网络社会理论”对于人文地理学的知识贡献-基于中外引文内容的分析与对比

DOI:10.13249/j.cnki.sgs.2020.08.003
发表时间:2020

张鹏的其他基金

批准号:31700070
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81902596
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700295
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51902171
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11905306
批准年份:2019
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31372172
批准年份:2013
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:51778309
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31172075
批准年份:2011
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51208472
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501454
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51807133
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700437
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11072141
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:81502812
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11305036
批准年份:2013
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51176109
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:11902123
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51405003
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200993
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41907169
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271775
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41402275
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51172142
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31571729
批准年份:2015
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:30900136
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50974105
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:50976068
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:10472064
批准年份:2004
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:91641105
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61402324
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21706190
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41907278
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30772755
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:11075094
批准年份:2010
资助金额:40.00
项目类别:面上项目
批准号:31672266
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:30771366
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:50776057
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:30872297
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:61301284
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702386
批准年份:2017
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50678154
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81073060
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:41201552
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81001612
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31701401
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51905373
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51575129
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51806020
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670755
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:11405183
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702122
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51008165
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51709187
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21875195
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:18870107
批准年份:1988
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
批准号:51168006
批准年份:2011
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81571590
批准年份:2015
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:21506232
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401765
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81702493
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50846022
批准年份:2008
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:41372295
批准年份:2013
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:21403092
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504050
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51676122
批准年份:2016
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:30900631
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41502331
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605119
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51305123
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50278083
批准年份:2002
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:81770760
批准年份:2017
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:61705019
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401031
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51774062
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51201165
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60970003
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31270442
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51376128
批准年份:2013
资助金额:105.00
项目类别:面上项目
批准号:61672323
批准年份:2016
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:81470244
批准年份:2014
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:81303183
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200034
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71271161
批准年份:2012
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:50274047
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:81901922
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41075021
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:81202095
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51768008
批准年份:2017
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81271952
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51207031
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21503180
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41475031
批准年份:2014
资助金额:110.00
项目类别:面上项目
批准号:91642108
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11672348
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31770134
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51705036
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31870615
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81302066
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10771134
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:61405211
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41201086
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872205
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11147119
批准年份:2011
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
批准号:61702342
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11305122
批准年份:2013
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21905270
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30500501
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000175
批准年份:2010
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51771208
批准年份:2017
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50768002
批准年份:2007
资助金额:22.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51278260
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81402609
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81373299
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:61404067
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71801170
批准年份:2018
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41301172
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41605100
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41101070
批准年份:2011
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61403037
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21904077
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801314
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708475
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81570398
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61363054
批准年份:2013
资助金额:46.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41704071
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61772412
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:61370025
批准年份:2013
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:31871682
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11574389
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:50974010
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:61404100
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51803209
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30772498
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81770443
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:41571072
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:71673109
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:41905056
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51902172
批准年份:2019
资助金额:15.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402357
批准年份:2014
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81871522
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61402464
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470456
批准年份:2014
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:51678534
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61772363
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:41806066
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61003167
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61601267
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102062
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31370725
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51205249
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61902075
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21805070
批准年份:2018
资助金额:24.60
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900565
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71662024
批准年份:2016
资助金额:27.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81774002
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81302723
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31000301
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600387
批准年份:2016
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50306014
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81600182
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41102178
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11705212
批准年份:2017
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670639
批准年份:2016
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51502269
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902180
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51505320
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61871312
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:91860129
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51672174
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81000786
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11272199
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:51808092
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41202155
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

内生真菌紫杉醇生物合成调控基因的筛选和功能分析

批准号:30970090
批准年份:2009
负责人:赵凯
学科分类:C0104
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
2

基于高通量筛选及测序技术的三阴性乳腺癌吉西他滨耐药基因谱的筛选及其功能研究

批准号:81672817
批准年份:2016
负责人:宋传贵
学科分类:H1824
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
3

安吉白茶高氨基酸相关基因高通量筛选及其功能研究

批准号:30471115
批准年份:2004
负责人:黄建安
学科分类:C1306
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
4

基于代谢组学及高通量测序技术筛选远志差异活性成分与皂苷合成关键酶基因

批准号:31100244
批准年份:2011
负责人:张福生
学科分类:C0208
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目