郎明林課題組在植物有機硒富集領域取得重要新進展

2021-01-16 中國科學院大學新聞網

有機硒特別是甲基硒代半胱氨酸（Se-methylselenocysteine， MeSeCys）目前被發現對多種人類重大疾病發病具有顯著的抑制和延緩作用，比如癌症和阿爾茲海默症。因此如何提高日常膳食MeSeCys水平，對於預防和延緩人類重大疾病發生具有積極意義。中國科學院大學生命學院郎明林課題組目前在富硒植物MeSeCys累積機制方面取得重要新進展。

人類目前有機硒的獲取主要來源於植物，而在植物中負責無機硒轉化為有機硒的關鍵酶是甲基硒代半胱氨酸轉移酶（selenocysteine methyltransferase, SMT ）。但大多數普通植物和作物均缺乏有效的無機硒向有機硒特別是MeSeCys的轉化能力。印度芥菜（Brassica juncea L.）是一著名的硒富集植物，郎明林課題組以該植物為材料，通過分子生物學和生物信息學手段成功克隆了該植物的甲基硒代半胱氨酸轉移酶基因BjSMT。在正常培養條件下，BjSMT表達幾乎檢測不到，但低劑量的亞硒酸鹽[Se（IV）]脅迫可快速啟動其葉部上調表達，硒酸鹽[Se（VI）]脅迫可極顯著上調其葉部轉錄水平達15倍以上。在菸草中過表達BjSMT可顯著提高轉基因植物的整體抗硒脅迫能力，表現為株高、鮮重和根長均顯著優於對照未表達BjSMT的植物，特別是轉基因植物葉片的穀胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）水平、葉綠素（chlorophyll）含量、總Se和MeSeCys含量均得到顯著提高。通過結構模擬和序列分析，發現BjSMT具有保守的Thr187，可同時甲基化HoCys和SeCys底物，揭示了硒富集植物和普通植物SMT分子演化過程8個保守胺基酸的差異。該項研究首次揭示了自然界富硒植物印度芥菜積累和轉化MeSeCys的分子機制，為通過分子遺傳改良手段提高人類膳食有機硒含量，進而增進人類健康、預防和延緩重大疾病發生提供了理論物質基礎，具有重要科學意義。

相關研究近期發表在植物科學領域的權威期刊Journal of Experimental　Botany （5　year IF=6.305）（J Exp Bot.2019　Aug 30. pii: erz390. doi:10.1093/jxb/erz390）。河北農業大學生命科學學院碩士生陳夢、曾柳、羅向光和中國科學院大學生命學院博士生Muhammad Zubair Mehboob為該論文的共同第一作者，郎明林教授為論文的通信作者。該工作得到國家自然科學基金、河北省應用基礎研究計劃重點基礎研究項目和河北省百名創新人才計劃項目的資助。

BjSMT 表達可快速影響硒脅迫，提高植物總硒和MeSeCys有機硒水平

相關焦點

  • 二維層狀超導體二硒化鈮的非互易天線研究取得了重要進展
    打開APP 二維層狀超導體二硒化鈮的非互易天線研究取得了重要進展 微波射頻網 發表於 2020-12-02 14:06:30
  • 浙江師大林紅軍課題組在高性能分離膜研究領域取得新進展
    近日，膜技術領域頂級期刊Journal of Membrane Science (SCI一區)接連發表了浙師大地環學院林紅軍教授課題組兩篇分別題為「Plant polyphenol intermediated metal-organic framework (MOF) membranes for
  • 華東師大在超分子光化學領域取得重要進展
    近期，華東師範大學化學與分子工程學院徐林教授課題組和物理與電子科學學院、精密光譜科學與技術國家重點實驗室孫海濤研究員課題組跨學科合作研究在超分子光化學領域取得重要進展。因在光動力治療、光敏催化以及3D列印等領域的廣泛應用，新型光敏劑的開發倍受關注。光敏效率是衡量光敏劑性能的重要指標，提高光敏效率一直是該領域的研究熱點和難點。在π-共軛分子中通過共價有機合成引入多個重原子或增加大的π-共軛體系，從而促進自旋軌道偶合（SOC）和降低單線態三線態能極差(ΔEST)，是目前常用的提高光敏效率的策略。
  • 化學學院施章傑課題組在C-C活化研究領域取得新進展
    傳統的有機化學的合成策略是通過從結構簡單有機分子或合成片段通過官能團化學轉化合成有用的化合物。通過有機化合物的骨架重組將是有機合成中的另一個重要的合成策略，施章傑課題組在此領域進行了探索並取得了系列成果。
  • 三峽大學在有機螢光材料領域取得重要進展
    近日，三峽大學精細化工團隊鄭開波副教授、張諾諾副教授和劉湘博士合作在有機螢光材料領域取得重要進展，創新成果以「用於檢測羰基(包括甲醛、一氧化碳和光氣）的螢光探針的研究進展（Recent progress in
  • 工學院佔肖衛課題組稠環電子受體光伏材料研究取得重要進展
    2017年，北京大學工學院佔肖衛課題組在稠環電子受體光伏材料研究中取得系列重要進展，在化學和材料領域著名期刊《美國化學會志》和《先進材料》發表了4篇論文。有機光伏材料可分為電子給體和電子受體。過去的幾年裡，有機太陽能電池電子給體材料已取得重大突破，無論是高分子還是小分子電子給體與富勒烯類電子受體共混製備的單結電池效率均超過11%。
  • 工學院侯仰龍教授課題組在分子影像診療探針領域取得重要進展
    近年來，過渡金屬碳化物納米結構引起了研究人員的廣泛關注，特別是碳化鐵納米材料，因其較高的飽和磁化強度、優異的穩定性、高效的催化活性以及良好的生物相容性等特點，在納米磁學、費託合成催化、電化學能源存儲與轉換以及生物醫學領域具有重要的應用潛力。目前的碳化鐵製備方法繁瑣，常常採用成本高、形貌難以控制、操作也較繁複的高溫固相反應或者雷射熱分解等技術。
  • 物電院魯兵安教授課題組在儲能領域的研究取得重要進展
    原標題：物電院魯兵安教授課題組在儲能領域的研究取得重要進展 日前，我校物理與微電子科學學院魯兵安教授課題組在儲能領域的研究取得重要進展。課題組楊鈺樺博士為第一作者、魯兵安教授為通訊作者，在ACS Nano(影響因子12.88)發表了題目為《Bacteria Absorption-Based Mn2P2O7-Carbon @ Reduced Graphene Oxides for High Performance Lithium-Ion Battery Anodes》的論文。
  • 同濟蔡克峰教授課題組在柔性熱電材料方向研究取得重要進展
    同濟蔡克峰教授課題組在柔性熱電材料方向研究取得重要進展 來源：材料科學與工程學院   時間：2019-07-11  瀏覽：
  • 土壤汙染修複課題逐步深入 多領域研究取得進展
    南京土壤研究所課題組就此展開了深入摸底，在青藏高原草氈表層形成過程與功能研究中取得了進展，並且利用稀土元素和13C雙向標記研究團聚體動態變化。 　　鐵是所有生物生長發育的必須營養元素之一，包括植物和動物，因為其參與生物體內眾多氧化還原過程，同時還參與植物體內葉綠素的形成。雖然鐵在土壤中的含量相當高，但在鹼性土壤中，鐵是以氧化鐵和氫氧化鐵的形式存在的，其有效性很低。
  • 化學所侯劍輝課題組在氯取代有機光伏材料設計方面取得系列進展
    有機光伏（OPV）電池是一項具有重大應用前景的綠色能源技術。近年來，得益於新材料的發展，OPV電池的光伏效率取得了大幅提升，表現出巨大的實際應用潛力。面向OPV技術產業化，提升材料光伏性能的同時，必須注重對合成成本的控制。
  • 席振峰/張文雄課題組在白磷直接合成有機膦方面取得重要新進展
    工業上有機磷化合物的起始原料都是從白磷（P4）出發，傳統路線需要多步，使用氯氣，經由PCl3劇毒化合物，同時釋放大量鹽酸，對環境汙染大（圖1A）。從白磷活化直接合成有機膦化合物，因避開氯氣的使用，該過程具有簡單、高效、綠色和環保等優點（圖1A）。
  • 復旦大學物理學系修發賢課題組在二維超導天線的研究中取得重要進展
    近日，復旦大學物理學系教授修發賢在二維層狀超導體二硒化鈮的非互易天線研究中取得重要進展。11月6日，相關研究成果以《基於二硒化鈮的超導非互易天線》（Nonreciprocal Superconducting NbSe2 Antenna）為題在線發表於期刊《自然·通訊》（Nature Communications 11,5634(2020)）。
  • 工學院佔肖衛課題組與合作者在鈣鈦礦太陽能電池研究中取得重要進展
    最近，北京大學工學院佔肖衛課題組與合作者在鈣鈦礦太陽能電池的研究中取得重要進展，相關工作發表在能源領域著名期刊《能源與環境科學》（Energy & Environmental Science）和化學領域著名期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上。
  • 張先正課題組在生物醫用材料領域取得一系列新進展
    據武漢大學消息，該校化學與分子科學學院張先正教授課題組一直致力於高分子材料在生物醫用領域的研究。基於此思路，該課題組近期在生物醫用領域取得了一系列進展，相關成果陸續發表在《自然生物醫學工程》(Nature Biomedical Engineering)、《自然通訊》(Nature Communications)、《科學進展》(Science Advances)、《先進材料》(Advanced Materials)和《德國應用化學》(Angewandte Chemie International
  • 材料學院團隊在三線態有機半導體材料領域取得系列重要進展
    由於三線態回歸基態屬於對稱性禁阻，因此三線態材料具有各種不同於單線態材料的新穎性質，在光電和生物等領域都具有廣泛的應用前景。為了有效獲得三線態材料，需要提升單線態與三線態之間的系間竄越常數。如何通過分子設計方法實現系間竄越常數的有效調控，開發高性能三線態有機半導體材料，是一項非常具有挑戰性的工作。
  • 陳三鳳教授課題組生物固氮調控機理研究取得重要進展
    生物學院陳三鳳教授課題組在生物固氮調控機理研究方面取得重要進展，發現了一種獨特而新穎的固氮調控機制。該研究結果對固氮菌突破銨的抑制、構建抗銨菌株及田間應用具有重要的理論和實踐意義。
  • 南師大研究人員在納米孔領域取得重要研究進展
    打開APP 南師大研究人員在納米孔領域取得重要研究進展 微流控 發表於 2020-11-17 09:21:43 近日，南京師範大學化科院古志遠教授課題組在納米孔領域取得重要研究進展。
  • 有機太陽能電池研究取得進展
    有機太陽能電池（OSC）具有質量輕、超薄、柔性、易於大面積製備等諸多優點，在可攜式、柔性電池、光伏建築供能等領域具有廣闊的應用前景。 中國科學院寧波材料技術與工程研究所葛子義課題組在有機太陽能電池領域取得新進展。通過增加苯並噻二唑七元稠環Y6非富勒烯受體上烷基側鏈的長度，調控其分子排列和溶解性，合成了一種新型的小分子受體材料BTP-4F-12。
  • 華東師大青年學者在超分子光化學領域取得重要進展
    華東師大化學與分子工程學院徐林教授課題組和物理與電子科學學院、精密光譜科學與技術國家重點實驗室孫海濤研究員課題組跨學科合作研究在超分子光化學領域取得重要進展，相關研究成果在國際化學領域頂級期刊《美國化學會志》上發表。