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番茄MYB转录因子的鉴定及其表达分析

刘淑君  
【摘要】:近年来,转录因子逐渐成为分子遗传学和分子生物学研究领域的重要内容。MYB基因家族作为植物中最大类转录因子之一,越来越成为研究热点。MYB转录因子是反式作用因子,它含有一段与DNA相结合的高度保守序列-MYB基序,且其普遍存在于植物中;并广泛参与植物的生长发育和代谢调控,如细胞形态与模式建成、次级代谢的调控以及生物和非生物胁迫的应答等。番茄是全世界广泛种植的-种蔬菜,也是科学研究的模式植物之一。目前,关于番茄MYB转录因子在其生长发育,逆境胁迫中作用研究还相对较少;最近,番茄基因组测序的完成以及数据库的建立为全基因组分析MYB转录因子提供了机遇。 本研究在已经公布的番茄基因组序列中,以拟南芥的MYB转录因子氨基酸序列为靶序列,检索番茄候选的MYB转录因子;利用Pfam数据库(http://pfam.janelia.org/)的在线搜索工具预测这些转录因子是否含有‘MYB’保守结构域,鉴定其是否为番茄MYB转录因子;将获得的番茄MYB转录因子进行系统发育关系分析,探讨它们的进化机制;最后,应用qRT-PCR技术分析其在不同部位,不同逆境条件下的表达状况,初步揭示其生物学功能;主要结果如下: 1以已经公布的拟南芥和番茄MYB转录因子的保守序列为检索序列,在番茄数据库SGN(http://solgenomics.net/)上进行搜索,获得候选蛋白序列;利用Pfam数据库的在线搜索工具预测这些候选蛋白是否含有MYB保守结构域,鉴定其是否为MYB转录因子,本文共鉴定139个番茄MYB转录因子。 2对鉴定的番茄MYB转录因子进行结构分析,包括阅读框的大小、染色体的定位以及内含子的数目;此外,借助于生物信息学软件ClustalX1.83对其进行多序列比对,然后使用软件MEGA5.0进行系统进化分析;结果表明,依据拟南芥MYB转录因子的分类标准,番茄MYB转录因子共分为三大类:MYB-related(37个)、R2R3-MYB(100个)和3R-MYB(2个),无4R-MYB类转录因子;其中,R2R3-MYB类转录因子被分为32个亚类,MYB-related类转录因子被分为5个亚类。 3为了初步揭示这些MYB转录因子的功能,我们利用qRT-PCR技术检测其在不同颜色果实(绿果、紫果、黄果和红果)、不同逆境条件(低温、高温、盐和干旱)、不同激素条件下(ABA、BAP、NAA、SA、JA和GA3),以及不同组织(根、茎和叶)中的表达模式,结果表明,番茄MYB转录因子参与大多数的生理生化反应,如激素诱导、生长发育等。同一MYB转录因子在不同的条件下表达量是不同的,如S1MYB133在紫果中的表达量明显高于绿、红、黄果,表明此基因可能参与了番茄紫果代谢反应;在不同逆境和激素胁迫处理2小时后,7个MYB转录因子表达量都有显著变化,且诱导强度都较大,表明番茄MYB转录因子参与了植株抵御环境胁迫;而在不同器官组织中,MYB转录因子表达量是不稳定的,(如S1MYB8、S1MYB24在茎中的表达量明显高于根、叶),表明它们可能参与番茄的生长发育过程。


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