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6个参与杨树木材形成的关键MYB转录因子的功能解析

王增光  
【摘要】:林木富含纤维生物质,不仅是板材和造纸工业的主要原料,而且也是生物质能源的重要原材料。目前,纤维生物质(木材)形成的分子调控机制尚不十分清晰,这在很大程度上制约了林木纤维生物质高效开发和利用的进程。 杨树(Populus trichocarpa)是理想的木本模式植物和能源植物,杨树木材形成过程中,细胞壁形成受到严格的转录调控。研究细胞壁生物合成的转录调控网络对于通过基因工程手段改良杨树生物质特性以便获得高效且易于转化的生物质有着非常重要的理论价值和现实意义。MYB转录因子是植物特有的数量最多的转录因子之一,是细胞壁生物合成中关键的调控因子。对杨树MYB转录因子基因家族进行研究,有助于揭示杨树木材形成过程中细胞壁合成的转录调控的分子机制,为杨树纤维生物质的遗传改良提供一定的理论参考。本文克隆出参与调控杨树纤维生物质形成的6个MYB转录因子(PdMYB10, PdMYB90,PdMYB92,PdMYB125,PdMYB167,PdMYB199),通过农杆菌介导法分别将转录因子的过表达载体导入野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana),经筛选获得转基因植株。通过转基因植株与野生型的对比分析,得到了重要的实验结果:转基因植株开花时间、株高、叶片、花及果荚等出现了明显差异,进而对转基因植株的主茎进行了树脂切片观察发现PdMYB90,PdMYB92,PdMYB125,PdMYB167转基因植株茎的次生细胞壁明显变薄,而PdMYB10和PdMYB199转基因植株茎的次生细胞壁明显增厚,进一步通过实时荧光定量PCR检测目标基因及纤维生物质合成关键基因的在拟南芥中表达量发生变化。从而通过6个纤维生物质合成的关键杨树MYB基因在拟南芥中的功能验证,初步确定了参与纤维生物质合成的关键MYB基因功能。


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