卵叶牡丹花色苷合成相关基因bHLH的克隆与功能分析

作     者：李雨晴 吴楠 罗建让 LI Yu-qing;WU Nan;LUO Jian-rang

作者机构：西北农林科技大学风景园林艺术学院杨凌712100 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2024年第40卷第8期

页      面：174-185页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32271950) 

主　　题：卵叶牡丹 bHLH转录因子 花色苷 表达分析 

摘      要：【目的】以卵叶牡丹(Paeonia qiui)为试验材料,研究PqbHLH1基因在叶片发育过程中对花色苷合成的调控机制。【方法】基于前期获得的卵叶牡丹叶片转录组数据设计引物,利用PCR技术从卵叶牡丹叶片中克隆得到bHLH1基因,采用生物信息学方法分析PqbHLH1基因的理化性质、亲疏水性、理论等电点、蛋白二级结构以及物种的进化关系。通过荧光定量PCR技术检测其在不同组织、不同时期的表达量。利用农杆菌介导法使其在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过表达,检测过表达PqbHLH1对卵叶牡丹叶片花色苷的影响。【结果】PqbHLH1基因的编码区全长为1920 bp,编码639个氨基酸。PqbHLH1蛋白属于亲水性蛋白,同时不含有信号肽和跨膜结构,且定位在细胞核上。系统进化分析表明卵叶牡丹PqbHLH1蛋白与葡萄VvMYCA1的亲缘关系最近。荧光定量PCR分析表明PqbHLH1基因在卵叶牡丹叶片中的表达量呈先降低后增高的趋势,在叶片S6时期表达量显著,且花色苷合成结构基因PqCHS、PqF3 H、PqDFR和PqANS随着叶片发育其表达水平呈现出先上升后下降的趋势。PqbHLH1基因过表达的拟南芥株系中,与花色苷合成相关结构基因的表达量显著高于野生型拟南芥,且花色苷含量与结构基因AtCHI、AtF3 H和AtUFGT的表达趋势一致,黄酮醇含量与结构基因AtFLS的表达趋势一致。【结论】PqbHLH1基因通过调控花色苷合成相关基因的表达,从而正向调控卵叶牡丹叶片中花色苷和黄酮醇的合成。