MYB對楊梅果實花青素苷合成的調(diào)控及其機制.pdf

1、以‘荸薺’(Myrica rubra cv.Biqi)、‘東魁’(M.rubra cv.Dongkui)和‘水晶’(M.rubra cv.Shuijing)三種不同果實顏色的楊梅品種為試驗材料，分析了花青素苷與果實色澤之間的關(guān)系，克隆得到花青素苷生物合成途徑的結(jié)構(gòu)基因和MYB轉(zhuǎn)錄因子，采用qPCR技術(shù)分析上述基因在不同品種楊梅果實、植株組織器官、果實發(fā)育階段和果實套袋等處理中的表達(dá)模式，并開展了轉(zhuǎn)錄因子MYB與花青素苷生物合成途徑相關(guān)編

2、碼基因的互作模式研究。通過煙草瞬時表達(dá)體系，驗證了MYB轉(zhuǎn)錄因子的功能，明確了其對花青素苷生物合成途徑相關(guān)基因的調(diào)控模式。主要結(jié)果如下：
　　 1、‘荸薺’楊梅果實中花青素苷總量最高，為85.40 mg/100g FW；‘東魁’楊梅果實中花青素苷總量為46.44 mg/100g FW；‘水晶’楊梅果實中檢測不到花青素苷含量，三個品種對應(yīng)的CIRG值分別為7.56、5.27和3.84。分析‘荸薺’楊梅不同組織器官中花青素苷含量，發(fā)

3、現(xiàn)葉片中未檢測到花青素苷，幼根和幼莖中含有少量的花青素苷，果實的花青素苷總量最高?！畺|魁’和‘荸薺’楊梅64 DAFB采收的果實中均未檢測到花青素苷，隨著果實的發(fā)育，CIRG值和花青素苷總量呈上升趨勢?！┧j’楊梅套袋果實中的花青素苷總量僅為0.56 mg/100g FW，未套袋果實中花青素苷總量為108.99 mg/100g FW；未套袋果實CIRG值約為套袋果實的兩倍。
　　 2、從成熟的‘荸薺’楊梅果實中克隆得到MrACT

4、(227bp)、MrCHS(440bp)、MrCHI(301 bp)、MrF3H(436 bp)、2個DFRs(MrDFRI，221 bp；MrDFR2，221bp)、MrANS(428 bp)、MrUFGT基因(647 bp)和2個R2R3 MYB基因(MrMYB1和MrMYB2)。從楊梅EST數(shù)據(jù)庫中得到了MrF3’H基因(412 bp)和1個MrMYB3基因(514 bp)。MrCHS和MrF3H基因與其他物種中對應(yīng)基因的序列同源

5、性高達(dá)90％，MrDFR1基因與擬南芥中對應(yīng)基因的同源性為83％，而MrUFGT基因與其他物種的對應(yīng)基因的序列同源性介于51％和70％之間，其余基因與其他物種對應(yīng)基因的序列同源性則介于68％和82％之間。
　　 3、采用RACE技術(shù)擴增非編碼區(qū)序列，得到MrMYB1序列(966 bp)和MrMYB2序列(996 bp)，其中MrMYB1為全長。MrMYB1和MrMYB2與擬南芥中R2R3 MYB基因家族成員的序列同源性較高，接近

6、70％，而MrMYB3與擬南芥的MYB同源性僅為55％。MrMYB1和MrMYB2蛋白的序列同源性較高，均含有R2R3結(jié)構(gòu)域。
　　 4、MrCHS和MrCHI在三個不同品種楊梅果實中表達(dá)相似，而其他基因在兩個有色品種中的表達(dá)水平都高于‘水晶’楊梅，MrF3H、MrF3’H、MrDFR1和MrUFGT基因的轉(zhuǎn)錄水平與花青素苷含量呈正相關(guān)關(guān)系。在‘荸薺’楊梅的不同組織器官中，除MrCHI在幼根中表達(dá)水平最高之外，其余基因均在成熟果

7、實中表達(dá)水平最高，其中MrUFGT基因僅在成熟果實中表達(dá)。在‘東魁’和‘荸薺’楊梅果實的不同生長發(fā)育階段，除MrCHI和MrDFR2外，其他結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)水平和花青素苷總量成正比，且在‘荸薺’果實中的表達(dá)水平要高于‘東魁’果實。套袋處理明顯抑制花青素苷生物合成途徑中的結(jié)構(gòu)基因表達(dá)。
　　 5、三個不同品種的楊梅果實中轉(zhuǎn)錄因子MrMYB1的表達(dá)水平與花青素苷總量呈正相關(guān)關(guān)系。轉(zhuǎn)錄因子MrMYB1只在成熟‘荸薺’果實中表達(dá)，而不在根

8、莖葉中表達(dá)?！畺|魁’和‘荸薺’楊梅的發(fā)育過程中，轉(zhuǎn)錄因子MrMYB1的表達(dá)逐漸增強，并在發(fā)育后期達(dá)到峰值。在套袋果實中轉(zhuǎn)錄因子MrMYB1的表達(dá)被顯著抑制，表明光照可能通過影響MrMYB1表達(dá)進(jìn)而影響果實花青素苷積累。
　　 6、煙草瞬時表達(dá)試驗的結(jié)果表明，過量表達(dá)MrMYB1基因誘導(dǎo)煙草葉片中花青素苷積累。MrMYB1協(xié)同bHLH轉(zhuǎn)錄因子可激活A(yù)tDFR啟動子，表明MrMYB1轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控花青素苷生物合成途徑中結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)，

9、從而影響花青素苷合成。
　　 7、從‘水晶’、‘東魁’和‘荸薺’楊梅果實中分別克隆得到各自的MrMYB1全長序列。發(fā)現(xiàn)‘水晶’楊梅的MrMYB1(命名為MrMYB1d)在ATG起始密碼子后第30位上缺失了一個胞嘧啶，導(dǎo)致移碼突變，不能合成正常的MYB1蛋白；‘荸薺’楊梅僅含正常功能的MrMYB1基因，‘東魁’楊梅則同時含有MrMYB1和MrMYB1d基因。
　　 上述結(jié)果表明，MrMYB1調(diào)控楊梅花青素苷合成途徑基因的協(xié)