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关键酶基因启动子和编码区甲基化对刺五加皂苷含量的作用机制

关键酶基因启动子和编码区甲基化对刺五加皂苷含量的作用机制
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  • 批准号:31570683
  • 批准年度: 2015年
  • 学科分类:林下经济资源(C160101) |
  • 项目负责人:邢朝斌
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:华北理工大学
  • 资助金额:66万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2016年01月01日 至 2019年12月31日
  • 中文关键词: 启动子;编码区;甲基化;对刺五加皂苷;含量
  • 英文关键词:gene expression;inheritance;DNA methylation;key enzyme;Eleutherococcus senticosus

项目摘要

中文摘要

催化刺五加皂苷生物合成的法尼基焦磷酸合酶、鲨烯合酶和鲨烯环氧酶基因具有单核苷酸多态性和基因家族现象,但单纯的DNA序列变异无法全面揭示刺五加皂苷含量差异的分子机制。生物体中广泛存在DNA甲基化现象,其中启动子和编码区的甲基化对基因的表达调控等具有重要的作用。本项目拟在克隆和分析3个关键酶基因启动子和编码区的基础上,通过重亚硫酸盐测序法找到其中存在的DNA甲基化位点。进而利用不改变刺五加基因型,但可改变宿主DNA甲基化程度的内生青霉P116-1a诱导相同基因型刺五加形成不同程度的DNA甲基化。从而避免有性繁殖刺五加遗传背景复杂、无性繁殖刺五加DNA甲基化相同的弊端。结合各种甲基化状态下关键酶基因表达量及皂苷含量的测定结果,筛选出与皂苷含量密切相关的DNA甲基化位点,并将关键甲基化位点在野生刺五加中进行验证,从而基于关键酶基因启动子和编码区DNA甲基化解析刺五加皂苷含量差异形成的分子机制。

英文摘要

Farnesyl diphosphate synthase (FPS), squalene synthase (SS) and squalene epoxidase (SE) genes which catalyzed the biosynthesis of Eleutherococcus senticosus saponins all have single nucleotide polymorphism (SNPs) and gene family, but the difference of E. senticosus saponins content can not be fully revealed merely by the variation of the pure DNA sequence. DNA methylation is a common phenomenon in most organisms, among which the methylation of promoter and coding region plays an important role in the regulation of gene expression. This study is planned to find out the DNA methylation sites of promoters and coding regions of three cloned and analyzed key enzyme genes through bisulfite sequencing PCR (BSP). Penicillium minioluteum P116-1a is used to induce E. senticosus clones with various states of DNA methylation without changing the genotype of E. senticosus, thus the disadvantages of sexual reproduction that possibly lead to a complex genetic background can be avoided and the asexual reproduction E. senticosus had the same DNA methylation. Based on the results of saponins content and expression content of key enzyme genes under different states of methylation, we can screen out the specific methylation status that closely is related to saponins content. According to the confirmed key DNA methylation sites in wild E. senticosus, we can theoretically explain the molecular mechanisms of how DNA methylations of the key enzyme gene’s promoter and coding region lead to the variation of saponins content in E. senticosus.

评估说明

    国家自然科学基金项目“关键酶基因启动子和编码区甲基化对刺五加皂苷含量的作用机制”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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