蘋果MdTTG1、MdMYB9與MdMYB11基因調(diào)控花青苷合成的作用機(jī)制研究.pdf

1、果皮色澤是蘋果果實(shí)最為重要的品質(zhì)性狀之一，著色好壞直接影響其商品價(jià)值。蘋果果皮的顏色主要是花青苷積累的結(jié)果。花青苷是類黃酮途徑的次生代謝物之一，其合成受溫度、光照、營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素等許多因素的影響。但這些外界因素影響花青苷積累的分子機(jī)理卻仍不清楚。到目前為止，已經(jīng)陸續(xù)從蘋果中鑒定出多個(gè)調(diào)控果實(shí)著色的調(diào)節(jié)因子，然而，各調(diào)節(jié)因子之間的關(guān)系尚不明確，調(diào)控的分子機(jī)制有待闡明。
　　 本文以紅星(Malus×Domestica Bork

2、h cv.Starkrimson)果實(shí)為材料，克隆了三個(gè)與花青苷代謝相關(guān)的調(diào)節(jié)因子基因，分別為MdTTG1、MdMYB9和MdMYB11。為了研究它們在蘋果花青苷代謝途徑中所發(fā)揮的作用，將這三個(gè)基因分別轉(zhuǎn)化擬南芥和王林愈傷組織鑒定其功能。主要結(jié)果如下:
　　 1.MdTTG1轉(zhuǎn)基因擬南芥促進(jìn)花青苷積累
　　 為了檢測MdTTG1基因在植物體中的功能，構(gòu)建了35s：MdTTG1過量表達(dá)載體，并轉(zhuǎn)化擬南芥。MdTTG1異位表

3、達(dá)促進(jìn)轉(zhuǎn)基因擬南芥幼苗積累花青苷，在持續(xù)光照條件下尤為明顯，轉(zhuǎn)基因擬南芥中類黃酮代謝途徑結(jié)構(gòu)基因表達(dá)上調(diào)。這說明MdTTG1參與植物花青苷代謝調(diào)控。
　　 2.MdTTG1是WBM蛋白復(fù)合體成員
　　 酵母雙雜交及雙分子熒光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)證明，MdTTG1與MdbHLH3、MdbHLH33互作，但與MdMYB1不互作，而MdMYB1、MdbHLH3和MdbHLH33都參與到蘋果花青苷合成的調(diào)控。MdTTG1表達(dá)與果實(shí)顏色積累成

4、正相關(guān)模式，轉(zhuǎn)基因擬南芥促進(jìn)幼苗花青苷積累，暗示，蘋果中也存在由WD40、MYB及bHLH形成的WBM蛋白復(fù)合體。
　　 3.MdMYB9和MdMYB11參與類黃酮代謝調(diào)控
　　 本文鑒定了兩個(gè)新的參與蘋果類黃酮代謝調(diào)控的MYB轉(zhuǎn)錄因子:MdMYB9和MdMYB11。轉(zhuǎn)基因愈傷中積累大量的花青苷與原花青苷，過表達(dá)愈傷組織中類黃酮代謝途徑結(jié)構(gòu)基因表達(dá)明顯上調(diào)。ChIP-PCR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MdMYB9和MdMYB11都可以結(jié)合M

5、dANR等結(jié)構(gòu)基因啟動(dòng)子，說明MdMYB9和MdMYB11可能直接結(jié)合到這些結(jié)構(gòu)基因的啟動(dòng)子上，進(jìn)而調(diào)控蘋果花青苷與原花青苷的代謝。
　　 4.MdMYB9和MdMYB11參與JA誘導(dǎo)的花青苷與原花青苷代謝調(diào)控
　　 MdMYB9和MdMYB11基因表達(dá)受JA與創(chuàng)傷強(qiáng)烈誘導(dǎo)，JA處理轉(zhuǎn)基因愈傷組織無論是花青苷還是原花青苷積累都明顯增多。ChIP-PCR實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，JA處理可以增強(qiáng)MdMYB9和MdMYB11蛋白對(duì)花青苷代謝