水稻环阿屯醇C-24甲基转移酶的克隆及功能研究

智博洋; 雷龙; 黄思曙; 刘贤青; 罗杰

doi:10.15886/j.cnki.rdswxb.20240070

水稻环阿屯醇C-24甲基转移酶的克隆及功能研究

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240070

智博洋¹,
雷龙²,
黄思曙¹,
刘贤青³,
罗杰^3,2, ,

1. 海南大学热带农林学院, 海南儋州 571737 中国;
2. 海南大学南繁学院, 海南三亚 572025 中国;
3. 崖州湾国家实验室, 海南三亚 572024 中国

基金项目:

海南省重点研发计划项目(ZDYF2020066)

详细信息

第一作者:
智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

通信作者:
罗杰(1971-),男,教授。研究方向:植物次生代谢调控及代谢组学。E-mail:jie.luo@hainanu.edu.cn

中图分类号: S511;Q943.2

Identification and functional analysis of sterol C-24 methyltransferase in rice

1. School of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737, China;
2. College of Nanfan, Hainan University, Sanya, Hainan 57202, China;
3. Yazhou Bay National Laboratory, Sanya, Hainan 572024, China

摘要: 植物甾醇是一类植物中保守的天然化合物，参与植物的生长发育过程，还具有降低胆固醇和预防心血管疾病等药理学功能，对人类健康具有重要价值。目前，水稻（Oryza sativa）中植物甾醇合成相关基因尚未被完全解析，这阻碍了高植物甾醇水稻品种的创制进程。为了进一步挖掘水稻中与植物甾醇合成相关的基因，使用液相色谱-质谱联用仪，对533份水稻品种中的3种主要植物甾醇（菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇）的含量进行了精确测定。在此基础上，利用代谢组全基因组关联分析定位并克隆了水稻OsSMT1基因。进一步的体外重组蛋白酶活实验和烟草瞬时表达实验，证实了该基因编码的蛋白具有催化植物甾醇生物合成中关键中间体24-亚甲基环阿屯醇合成的活性。
- 水稻 /
- 植物甾醇 /
- 甾醇C-24甲基转移酶 /
- 代谢组全基因组关联分析
Abstract: Phytosterols are a class of conserved natural compounds in plants that play a role in the growth and development of plants. They also have pharmacological functions such as lowering cholesterol and preventing cardiovascular diseases, which are of significant value to human health. Currently, the genes related to phytosterol synthesis in rice have not been well elucidated, which has hindered the development of high-phytosterol rice varieties. To further explore the genes associated with phytosterol synthesis in rice, the contents of three major phytosterols（campesterol, stigmasterol, and β-sitosterol） in 533 rice varieties were detected accurately by using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Based on the findings, the OsSMT1 gene in rice was located and cloned by using metabolomic genome-wide association analysis. Further in vitro recombinant protein enzyme activity assays and tobacco transient expression experiments confirmed that the protein encoded by this gene is capable of catalyzing the synthesis of the key intermediate 24-methylenecycloartanol in the biosynthesis of phytosterols.
- rice /
- phytosterols /
- sterol C-24 methyltransferase /
- metabolome Genome-Wide Association Study

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水稻环阿屯醇C-24甲基转移酶的克隆及功能研究

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240070

第一作者:
智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

通信作者:
罗杰(1971-),男,教授。研究方向:植物次生代谢调控及代谢组学。E-mail:jie.luo@hainanu.edu.cn

Identification and functional analysis of sterol C-24 methyltransferase in rice

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水稻环阿屯醇C-24甲基转移酶的克隆及功能研究

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240070

1. 海南大学热带农林学院, 海南儋州 571737 中国;

2. 海南大学南繁学院, 海南三亚 572025 中国;

3. 崖州湾国家实验室, 海南三亚 572024 中国

作者简介:
智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

通讯作者: 罗杰(1971-),男,教授。研究方向:植物次生代谢调控及代谢组学。E-mail:jie.luo@hainanu.edu.cn

English Abstract

Identification and functional analysis of sterol C-24 methyltransferase in rice

1. School of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737, China;

2. College of Nanfan, Hainan University, Sanya, Hainan 57202, China;

3. Yazhou Bay National Laboratory, Sanya, Hainan 572024, China

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水稻环阿屯醇C-24甲基转移酶的克隆及功能研究

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240070

第一作者: 智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

通信作者: 罗杰(1971-),男,教授。研究方向:植物次生代谢调控及代谢组学。E-mail:jie.luo@hainanu.edu.cn

Identification and functional analysis of sterol C-24 methyltransferase in rice

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出版历程

水稻环阿屯醇C-24甲基转移酶的克隆及功能研究

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240070

1. 海南大学 热带农林学院, 海南 儋州 571737 中国; 2. 海南大学 南繁学院, 海南 三亚 572025 中国; 3. 崖州湾国家实验室, 海南 三亚 572024 中国

作者简介: 智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

通讯作者: 罗杰(1971-),男,教授。研究方向:植物次生代谢调控及代谢组学。E-mail:jie.luo@hainanu.edu.cn

English Abstract

Identification and functional analysis of sterol C-24 methyltransferase in rice

1. School of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737, China; 2. College of Nanfan, Hainan University, Sanya, Hainan 57202, China; 3. Yazhou Bay National Laboratory, Sanya, Hainan 572024, China

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第一作者:
智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

通信作者:
罗杰(1971-),男,教授。研究方向:植物次生代谢调控及代谢组学。E-mail:jie.luo@hainanu.edu.cn

1. 海南大学热带农林学院, 海南儋州 571737 中国;

2. 海南大学南繁学院, 海南三亚 572025 中国;

3. 崖州湾国家实验室, 海南三亚 572024 中国

作者简介:
智博洋(1999-),男,海南大学热带作物学院2021级硕士研究生。E-mail:13934541309@163.com

1. School of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737, China;

2. College of Nanfan, Hainan University, Sanya, Hainan 57202, China;

3. Yazhou Bay National Laboratory, Sanya, Hainan 572024, China