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DkMYB15在中国甜柿原花青素生物合成中的功能研究

李金旺  
【摘要】:柿单宁属缩合单宁(又称“原花青素”)是柿果中大量积累的次生代谢产物,也是其产生涩感的主要原因。已知柿原花青素生物合成涉及多个结构基因参与并受转录因子调控。目前有关原花青素生物合成调控的报道,多集中在MYB、b HLH和WD40三类转录因子上,且以三元蛋白复合体MBW的形式调控原花青素合成相关基因的转录表达。本研究以课题组前期通过转录组及蛋白质组测序筛选获得与中国甜柿可溶性单宁累积模式相关的MYB转录因子-Dk MYB15为研究对象,通过分析其在单宁累积中的作用及作用方式来探讨其在中国甜柿原花青素生物合成的的调控作用,从而为高、低单宁含量的柿种质创制提供科学依据。主要结果如下:1.Dk MYB15为R2R3-MYB转录因子,全长633 bp,编码211个氨基酸,其C端含有保守的EAR抑制基序;系统进化分析显示Dk MYB15与已报道的原花青素生物合成抑制子聚为一类,属抑制型MYB转录因子。Dk MYB15在非完全甜柿和日本甜柿中表达量较低,而在中国甜柿果实发育中后期显著上调表达,与中国甜柿可溶性单宁的累积呈负相关。2.烟草亚细胞定位结果显示Dk MYB15定位于细胞核;在活体柿叶片及柿果圆片中瞬时超表达Dk MYB15后,可溶性单宁含量显著降低,且原花青素生物合成途径的相关基因均下调表达,其中以CHS和ANR在超表达后的叶片中的下降最为明显;酵母单杂交实验表明Dk MYB15可与ANR启动子结合,CHS基因的启动子存在自激活现象。3.在柿转录组数据库中筛选获得了与Dk MYB15表达模式类似的Dkb HLH2转录因子;酵母双杂交和双分子荧光互补实验表明Dkb HLH2可与Dk MYB15互作;在柿叶片超表达Dk MYB15以及Dk MYB15与Dkb HLH2共同超表达均导致可溶性单宁含量下降,同时与原花青素生物合成相关基因也下调表达,但Dkb HLH2与Dk MYB15共表达后,无论是单宁含量或是对原花青素生物合成相关基因表达的影响均无显著差异。综上所述,Dk MYB15属抑制型MYB转录因子,具保守的EAR抑制性基序,在中国甜柿果实发育后期显著上调表达,通过抑制原花青素生物合成途径基因的表达,从而负调控可溶性单宁累积。本研究丰富了柿原花青素生物合成的调控网络,为揭示中国甜柿可溶性单宁累积模式及高、低单宁含量的柿种质创制提供科学依据。


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