水母雪莲SmMYB1的克隆及表达研究

作     者：郭佳磊 

作者单位：青海大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何涛

授予年度：2021年

学科分类：0710[理学-生物学] 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] 

主      题：水母雪莲 花青素 SmMYB1 酵母单杂交 表达分析 

摘      要：水母雪莲（Saussurea medusa Maxim.）又称水母雪兔子,属菊科（Compositae）风毛菊属（Saussurea DC.）,主要生长于青藏高原地区,是一种对极端环境高度适应的典型高山植物。强紫外辐射是青藏高原的主要环境因子之一,研究水母雪莲对紫外辐射的生存策略,对揭示高山植物适应环境的特殊机制将具有重要的理论意义。为此,本研究以水母雪莲作为实验材料,通过RT-PCR,结合RACE技术,克隆与花青素合成相关的SmMYB基因,并研究该基因的功能及紫外辐射下的表达模式。主要研究结果如下:1.水母雪莲SmMYB1基因cDNA全长1 011 bp（Gen Bank登录号MT188153.1）,其中包括810 bp开放阅读框,86 bp 5’-端非编码区,125 bp的3’-端非编码区。扩增的gDNA序列（Gen Bank登录号MT188154.1）和cDNA序列比对显示该基因包含3个外显子和2个内含子。该基因编码蛋白中包含R2R3-MYB结构域,含有保守的[DE]Lx（2）[RK]x（3）Lx（6）Lx（3）R和ANDV两个模体,水母雪莲SmMYB1蛋白和菊科MYB蛋白亲缘关系最近,属于拟南芥MYB第六亚族。SmMYB1基因启动子（Gen Bank登录号MT188154.1）全长1 407 bp,含有多个光响应元件。2.荧光定量分析发现,SmMYB1基因在根、茎、叶和花中均表达,且在花中的表达量最高。在紫外胁迫下,SmMYB1基因的表达量在4 h达到最高,随后逐渐降低。推测SmMYB1可能参与到水母雪莲对紫外辐射的胁迫响应途径中。3.克隆了SmMYB1下游基因SmDFR的启动子（Gen Bank登录号MT634229）。SmDFR和其他菊科植物DFR启动子区均存在着保守的MYB结合元件,同时上游还存在MYB结合元件MYBPLANT。酵母单杂交实验表明,SmMYB1蛋白和SmDFR启动子有结合的可能性。推测SmMYB1通过调控SmDFR的表达调控花青素的合成。4.克隆了SmMYB1上游基因SmHY5（Gen Bank登录号MW590585）。SmHY5和其他菊科植物以及拟南芥HY5有着很高的保守性,尤其是在b ZIP结构域和COP1蛋白互作结构域,为下一步研究SmHY5对SmMYB1的调控作用以揭示光信号如何调控水母雪莲花青素的合成奠定了基础。