油菜與擬南芥中兩個MYB轉錄因子基因分別調控活性氧與茉莉酸信號轉導的分子機制研究.pdf

1、MYB(myeloblastosis)轉錄因子家族作為植物中最大的轉錄因子家族之一，在植物的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用。它們還調節(jié)次級代謝過程，例如苯丙烷類化合物的代謝;并調控對于多種生物和非生物逆境的響應過程。同時，在不同的調節(jié)過程中，又有多種激素等信號通路參與，形成了復雜的的調控網絡。雖然，有關模式植物擬南芥中MYB的功能研究的報道頗多，但仍有很多MYB基因的功能未知。并且，與擬南芥同屬十字花科的甘藍型油菜（Brassica n

2、apusL.）的MYB基因的報道非常少。因此，有必要開展研究。
　　在本研究中，我們在前期有關油菜R3R3-MYB轉錄因子基因的鑒定、cDNA克隆、轉錄活性檢測、亞細胞定位分析以及功能篩選的基礎上，較為系統地研究了BnaMYB78基因的功能與分子調控機制。BnaMYB78在煙草中瞬時的過表達會導致活性氧(reactive oxygen species，ROS)的積累并誘發(fā)細胞死亡，并通過隨后的二氨基聯苯胺(3，3，-diamino

3、benzidine，DAB)染色、葉綠素、丙二醛、過氧化氫等的含量測定等一系列生理指標的檢測證實了這一現象。實時熒光定量RT-PCR(quantitative real-time RT-PCR，qRT-PCR)分析顯示BnaMYB78在油菜衰老葉片里表達水平偏高。BnaMYB78是一個轉錄激活蛋白，定位于細胞核內。并且，實時熒光定量RT-PCR篩查發(fā)現，BnaMYB78的下游靶標基因可能包括RbohB、PR2、PR5、GST、ACRE3

4、1、HIN1等，并進一步通過雙熒光素酶報告(dual-luciferase，dual-LUC)基因系統，發(fā)現BnaMYB78很可能與三種不同的MYB順式作用元件結合，并且驗證了BnaMYB78對GST和HIN1具有轉錄調控作用。
　　我們在試驗過程中發(fā)現，擬南芥（Arabidopsis thaliana）中R2R3-MYB轉錄因子家族成員AtMYBx的過表達株系在黑暗誘導下幼苗衰老會提前，且正常生長條件下葉片衰老也會提前。通過實時

5、熒光定量RT-PCR分析顯示AtMYBx的表達被JA顯著誘導。AtMYBx是一個轉錄激活蛋白，定位于細胞核內。雙熒光素酶報告基因系統結合電遷移變動分析(electrophoretic mobility shift assay，EMSA)試驗表明，AtMYBx能結合三種不同的MYB順式作用元件。然后，檢測了茉莉酸和衰老相關的標志基因在AtMYBx的突變體與過表達株系中的轉錄本水平，發(fā)現部分茉莉酸合成和信號轉導相關的標志基因的轉錄本水平在A

6、tMYBx的過表達株系中發(fā)生了顯著地變化。并進一步通過雙熒光素酶報告基因系統，驗證了AtMYBx對部分基因的轉錄調控作用。同時，又通過激素的定量測定，發(fā)現AtMYBx過表達會導致JA積累增加，說明AtMYBx能夠正調控LOX2等茉莉酸合成相關基因，使植物體內茉莉酸合成和積累增加，從而誘發(fā)植物提前衰老。
　　本研究不僅發(fā)現了兩個新的分別調控活性氧與茉莉酸信號轉導的R2R3-MYB型基因，明確了它們的表達與轉錄活性等特性，而且對下游靶