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枇杷果实木质化的MYB转录调控

徐倩  
【摘要】:枇杷属蔷薇科,多年生木本果树,其果实采后0℃低温贮藏过程中易发生冷害木质化,严重影响果实品质,制约了产业的发展。本论文研究了EjMYB对枇杷果实木质化的转录调控机制,为改善现有的果实贮藏物流体系提供科学依据。主要结果如下: 1、明确了枇杷果实木质素生物合成相关的两个MYB基因类型与结构。通过深度测序结果分析以及同源克隆等方法,分离获得了23个MYB序列,进一步应用聚类分析与序列比对,筛选到2个与木质素生物合成相关的候选成员,分别为激活子类型EjMYB1和含有EAR结构域的抑制子类型EjMYB2。亚细胞定位研究表明EjMYB1和EjMYB2均定位在细胞核中。同时,EjMYB1和EjMYB2在酵母体内具有转录调控活性,该功能的活性区域为R2R3和EAR结构域外的C端氨基酸残基。 2、确定了EjMYBl和EjMYB2参与果实冷害木质化。0℃贮藏可诱导EjMYB1表达增强,这种变化与果实硬度和木质素含量的增加呈正相关性;热激(HT)和程序降温处理(LTC)可有效减缓果实冷害木质化进程,均可不同程度地抑制EjMYB1表达,并延缓果实硬度和木质素含量的增加。相反,抑制型EjMYB2与果实木质化呈负相关关系,其在低温诱导的冷害木质化果实中表达降低,LTC可显著减缓低温对EjMYB2负调作用,但HT对EjMYB2无显著调控效应。上述结果表明,EjMYB1是果实木质化的正调控因子,而EjMYB2则为负调因子;LTC可同时调控EjMYBl和EjMYB2减轻冷害木质化,HT则特异抑制EjMYB1调控果实木质化。 3、解析了EjMYBl和EjMYB2转录调控枇杷果实木质化的生物学机制。利用双荧光素酶体系研究发现EjMYB1可激活拟南芥中木质素合成途径基因的启动子活性,类似的也可以增强枇杷EjPAL1、Ej4CL1、Ej4CL5等木质素合成基因启动子的活性。利用酵母体系和启动子缺失实验,进一步明确了EjMYB1和EjMYB2可结合目标基因启动子区的AC-元件,直接调控相关基因;两者在蛋白水平上不存在互作,但在转录调控水平上存在竞争性。烟草叶片上瞬时过量表达EjMYB1可以显著上调烟草内源木质素合成基因的表达,并促进叶片中木质素积累;EjMYB1的增强效应可被EjMYB2减弱。EjMYB2作为抑制子,可以结合到木质素合成基因的启动子上主动抑制相应基因的转录,也可能与激活子EjMYB1竞争识别位点(AC-元件)从而被动地抑制相应基因的表达。EjMYB1和EjMYB2之间的量效关系、其他调控因子如何参与等还需进一步研究。


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