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生物钟PRR蛋白促进拟南芥幼苗中花青素的合成

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广西植物 2023年第4期43卷 676-687页

作者：杨甲甲杨米连胡彦如中国科学院热带植物资源可持续利用重点实验室中国科学院西双版纳热带植物园昆明650223 中国科学院大学北京100049

生物钟(circadian clock)是激发植物生理特征节律性表达,并使之维持稳定的保守内源调节机制。PRR(PSEUDO-RESPONSE REGULATOR)蛋白家族是生物钟中央振荡器的重要组成部分,调控植物的种子萌发、下胚轴伸长和开花等多种生命过程。花青素(a... 详细信息

生物钟(circadian clock)是激发植物生理特征节律性表达,并使之维持稳定的保守内源调节机制。PRR(PSEUDO-RESPONSE REGULATOR)蛋白家族是生物钟中央振荡器的重要组成部分,调控植物的种子萌发、下胚轴伸长和开花等多种生命过程。花青素(anthocyanin)是植物次生代谢产物,对植物的繁衍、生长发育和抵抗逆境胁迫具有重要作用。该研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为对象,探讨生物钟PRR蛋白对花青素生物合成的调控功能和分子机制。结果表明:(1)在PRR基因单突变体及多突变体幼苗中,花青素的积累明显降低,某些花青素合成相关基因的表达也显著降低。(2)相反,在PRR5过表达幼苗中,花青素的积累以及某些花青素合成相关基因的表达则显著升高。(3)蛋白相互作用结果显示,PRR5蛋白能与MYB75、TT8、MYB90及MYB113等花青素调控蛋白相互作用,并形成复合物。(4)遗传学分析结果显示,拟南芥PRR5诱导幼苗中花青素的合成依赖于MYB家族花青素调控蛋白。综上认为,生物钟PRR蛋白可能通过PRR5与MYB75、TT8等相互作用,促进拟南芥幼苗中花青素的合成和积累。该研究结果对发掘PRR蛋白新的生物学功能,以及深入理解生物钟信号调控植物幼苗的环境适应性具有重要意义。

关键词：拟南芥生物钟 PRR蛋白花青素 mbw复合体

VvMYBPA1、PA2调控葡萄原花色素生物合成分子机制研究

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VvMYBPA1、PA2调控葡萄原花色素生物合成分子机制研究

作者：郭建勇山西农业大学

学位级别：硕士

原花色素作为葡萄中重要的多酚类化合物,对葡萄抗逆性及人类健康具有重要意义。前期研究表明VvMYBPA1/PA2与葡萄原花色素生物合成密切相关,但其分子调控网络尚不明确。本文采用亚细胞定位、瞬时过表达、酵母双杂交(Y2H)、双分子荧光互补... 详细信息

原花色素作为葡萄中重要的多酚类化合物,对葡萄抗逆性及人类健康具有重要意义。前期研究表明VvMYBPA1/PA2与葡萄原花色素生物合成密切相关,但其分子调控网络尚不明确。本文采用亚细胞定位、瞬时过表达、酵母双杂交(Y2H)、双分子荧光互补(BiFC)、酵母单杂交(Y1H)等技术探究葡萄中VvMYBPA1/PA2调控葡萄原花色素生物合成的分子机制。主要结果如下:1.亚细胞定位试验表明,葡萄MYBPA1、MYBPA2蛋白均定位于细胞核。2.以‘早黑宝’葡萄新梢叶片为试材,采用真空渗透的方法,分别过表达VvMYBPA1、VvMYBPA2,并测定原花色素的含量、ANR和LAR酶活及相关基因的表达量,结果表明:过表达VvMYBPA1、VvMYBPA2均促进黄烷-3-醇生物合成相关基因Vv ANR、Vv LAR1转录,ANR、LAR酶活性增强,导致葡萄叶片中表儿茶素、儿茶素的积累,原花色素含量增加。3.酵母双杂交及双分子荧光互补试验显示,MYBPA1、MYBPA2及MYC2蛋白在体内和体外都可以与WDR1互作,但未检测到MYBPA1/PA2与MYC2蛋白的体内互作情况。MYBPA1/MYBPA2可能与WDR1和MYC2共同形成三聚体复合物,从而调控原花色素的合成。4.酵母单杂交结果显示,VvMYBPA1、VvMYBPA2均可以结合ANR、LAR1的启动子。结果表明,VvMYBPA1、VvMYBPA2分别是ANR、LAR1的上游基因。综上,葡萄MYBPA1/MYBPA2能够与WDR1和MYC2形成三聚体复合物,共同调控下游基因ANR、LAR1的表达,从而影响了ANR和LAR酶活性,最终调控了葡萄原花色素的积累。

关键词：葡萄(Vitis vinifera L.) 原花色素 VvMYBPA1 VvMYBPA2 mbw复合体

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作者：李琦中国人民解放军海军军医大学

学位级别：硕士

药用植物黄花蒿(Artemisia annua L.)是世卫组织推荐的抗疟药效成分青蒿素的唯一天然来源,也是目前青蒿素市场供应的最主要来源。青蒿素的产量与黄花蒿的生长状态、生物量和分泌型腺毛的发育等因素关系密切。黄花蒿的分泌型腺毛是青蒿... 详细信息

药用植物黄花蒿(Artemisia annua L.)是世卫组织推荐的抗疟药效成分青蒿素的唯一天然来源,也是目前青蒿素市场供应的最主要来源。青蒿素的产量与黄花蒿的生长状态、生物量和分泌型腺毛的发育等因素关系密切。黄花蒿的分泌型腺毛是青蒿素等次生代谢产物合成、分泌和储存的主要场所,参与植物防御过程,其发育状态与青蒿素含量直接相关。MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与各类重要的生物过程,包括应激和防御反应、初生代谢与次生代谢的调控、细胞分化、种子和花的发育等,也是与腺毛起始发育关系最密切的转录因子家族之一,目前仅少数黄花蒿MYB转录因子功能被报道,有待于继续挖掘和研究。本研究在基因组水平鉴定黄花蒿MYB家族转录因子324条,通过生物信息学方法筛选出可能与腺毛发育或青蒿素生物合成相关的R2R3-MYB转录因子MYB549、MYB102、MYB649,克隆获得其启动子及全长开放阅读框序列,探究了它们的生物学特征及功能。MYB549与拟南芥At MYB5为直系同源,后者主要参与拟南芥腺毛形态发育及种皮粘液质合成过程。亚细胞定位实验证明MYB549定位于细胞核;组织表达特征分析表明MYB549在黄花蒿中整体表达水平相对较低,在花及花蕾中表达量最高,其次为幼嫩根组织;组织细胞定位实验结果显示MYB549基因在少数头状花序的部分管状花中表达,且在花冠、花丝、柱头、花粉粒中均有表达,与组织表达特征实验结果相符。构建了MYB549过表达植株,观察其表型发现,部分非分泌腺毛顶端T形分叉缺失,与拟南芥At MYB5过表达结果相似;分泌型腺毛表型及青蒿素含量未见显著变化;种子形态及重量均显著增大,大种子占比显著提高。以上实验结果表明,MYB549功能与种子发育及非分泌腺毛形态发育相关。MYB102与拟南芥At MYB93为直系同源,后者是拟南芥侧根发育的负调控因子。亚细胞定位实验证明MYB102定位于细胞核中;组织表达特征分析表明MYB102在根中表达量最高,其次为花蕾、花和幼嫩叶片。构建了MYB102主动抑制植株,观察其表型发现,分泌型腺毛密度显著增加,青蒿素生物合成途径关键酶基因表达水平均有上调,青蒿素含量较野生型提高了33.1-41.4%,侧根密度较野生型也有显著提高。以上实验结果表明,MYB102是黄花蒿分泌型腺毛及侧根密度的负调控因子。酵母单杂交实验结果表明MYB102可能不直接调控青蒿素生物合成,而是通过影响分泌型腺毛密度间接导致了青蒿素生物合成途径关键酶基因表达水平上调,从而提高了青蒿素含量。MYB649为拟南芥MYB S6亚组直系同源,后者主要参与花青素及前花青素生物合成。亚细胞定位实验证明MYB649定位于细胞核中;组织表达特征分析表明MYB649在根中表达量最高,在其它组织中表达水平均较低。构建了MYB649主动抑制植株,阳性植株鉴定完成,相关表型还有待进一步观察。拟南芥通过mbw(MYB-b HLH-WD40)复合体调控腺毛根毛发育、花青素前花青素生物合成及种皮粘液质的生成,其中与MYB转录因子相互作用的b HLH家族转录因子有At GL3、At TT8等。通过双分子荧光互补实验,我们验证了MYB549与At GL3存在相互作用,MYB649与At GL3、At TT8存在相互作用,为下一步研究黄花蒿中的mbw复合体调控机制打下了基础。综上所述,本研究对筛选得到的3个MYB转录因子功能进行了研究。MYB549与非分泌腺毛的形态发育有关,同时是种子发育的正调控因子,对培育优质黄花蒿种质资源有重要意义。MYB102是分泌型腺毛及侧根发育的负调控因子,具有做为基因编辑育种靶标、培育高青蒿素产量黄花蒿新品种的潜力。验证了MYB549、MYB649与拟南芥已知参与mbw复合体的b HLH家族转录因子的相互作用,为黄花蒿mbw复合体调控机制研究提供了方向。

关键词：黄花蒿 MYB转录因子青蒿素腺毛发育种子发育 mbw复合体

SmMYB39与SmbHLH51-SmMYB111-SmTTG1复合体协同调控丹酚酸和丹参酮生物合成的分子机制

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SmMYB39与SmbHLH51-SmMYB111-SmTTG1复合体协同调控丹酚酸和丹参...

作者：王紫璇浙江理工大学

学位级别：硕士

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)是唇形科鼠尾草属多年生草本植物,以干燥的根和根茎入药,广泛应用于心脑血管疾病的治疗。丹酚酸和丹参酮是丹参药材的重要活性物质,其生物合成与调控备受关注。目前,关于丹酚酸和丹参酮的生物合成调控... 详细信息

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)是唇形科鼠尾草属多年生草本植物,以干燥的根和根茎入药,广泛应用于心脑血管疾病的治疗。丹酚酸和丹参酮是丹参药材的重要活性物质,其生物合成与调控备受关注。目前,关于丹酚酸和丹参酮的生物合成调控研究已相对深入,多个参与其合成调控的转录因子也已被鉴定,然而关于转录因子复合体如何调控丹酚酸和丹参酮生物合成的研究尚不充分。实验室前期鉴定了一个丹参中丹酚酸和丹参酮成分合成的负调控因子SmMYB39,并揭示了其与丹酚酸和丹参酮积累的正调控因子SmbHLH51之间的互作关系。前人的研究表明,SmbHLH51是mbw复合体SmbHLH51-SmMYB 111-SmTTG1的成员,SmMYB39与这个复合体其它成员间是否存在互作关系,其通过怎样的分子机制与该mbw复合体协同调控丹参有效成分的积累目前尚不清楚。为了解析SmMYB39-mbw模块对丹参两类有效成分积累的协同调控模式,我们以丹参毛状根为材料设计实验,进行了系统性研究,初步的研究结果如下:1.利用酵母文库高通量筛选技术进一步确定了 SmMYB39和SmbHLH51的互作蛋白酵母文库高通量测序结果同拟南芥基因组数据库比对后,针对与SmMYB39的互作蛋白获得1,139条序列片段;针对与SmbHLH51互作蛋白获得496条序列。我们重点关注了 MYB、bHLH和WD40等转录因子,经过综合分析与筛选,选定SmJAZ1、SmMYB111和SmTTG1为候选序列,验证它们与SmMYB39和SmbHLH51的互作关系。2.验证了 SmMYB39 与 SmJAZ1 及 SmbHLH51-SmMYB111-SmTTG1(mbw)模块的互作机制分别利用酵母双杂交(Y2H)、双分子荧光互补(BiFC)、免疫共沉淀(CoIP)等技术证明了 SmMYB39 能够与 SmMYB111、SmbHLH51、SmTTG1 和 SmJAZ1互作,通过荧光素酶互补成像分析发现SmMYB39干扰了 SmMYB111-SmbHLH51和SmMYB111-SmTTG1的结合,阻碍mbw复合体的形成。上述结果表明,SmMYB39能够与mbw复合物中的成员相互作用,并与SmMYB111竞争性结合SmbHLH51和SmTTG1,干扰mbw复合体的形成。同时,我们发现SmMYB39能够与SmJAZ1相互作用,SmMYB39可能通过与SmJAZ1的互作,加强了对mbw复合体形成的干扰。3.进一步验证了 SmMYB39和SmbHLH51对丹酚酸和丹参酮合成的调控作用通过RNAi干扰抑制剂处理丹参毛状根,并利用HPLC和荧光定量PCR测定SmMYB39和SmbHLH51 RNAi干扰抑制剂处理下丹参酮和丹酚酸的含量及相关途径酶基因的表达量,结果表明,SmMYB39 RNAi抑制剂显著提高了丹参毛状根中丹酚酸和丹参酮的积累,其生物合成关键酶基因表达也显著增加;SmbHLH51 RNAi抑制剂显著抑制了丹参毛状根中丹酚酸B、丹参酮Ⅰ和丹参酮ⅡA的积累,同时,其生物合成关键酶基因表达也显著降低。说明SmMYB39对丹参酮和丹酚酸积累具有负调控作用,而SmbHLH51对丹酚酸和丹参酮积累具有促进作用。4.揭示了 SmMYB111对丹酚酸和丹参酮积累的调控作用分别通过基因过表达和基因编辑技术获得SmMYB111的过表达株系和基因编辑株系,并通过HPLC和荧光定量PCR分别测定有效成分含量和关键酶基因的表达,结果发现SmMYB111过表达毛状根中丹参酮和丹酚酸含量显著提高,其生物合成相关基因表达显著上升。而基因编辑毛状根中丹酚酸、二氢丹参酮Ⅰ和隐丹参酮等成分含量显著降低,丹酚酸生物合成相关基因表达显著下降,但部分丹参酮合成相关基因表达变化不显著,说明SmMYB111对丹酚酸和丹参酮的生物合成具有正调控作用。5.揭示了 SmTTG1对于丹酚酸和丹参酮积累的调控作用分别通过基因过表达和基因编辑技术获得SmTTG1的过表达株系和基因编辑株系,并通过HPLC和荧光定量PCR分别测定有效成分含量和关键酶基因的表达,结果发现SmTTG1过表达毛状根中丹参酮和丹酚酸含量显著提高,其生物合成相关基因表达显著上升。而基因编辑毛状根中丹酚酸、二氢丹参酮Ⅰ和隐丹参酮等成分含量显著降低,丹酚酸生物合成相关基因表达显著下降,但部分丹参酮合成相关基因表达变化不显著,说明SmTTG1对于丹酚酸和丹参酮成分的生物合成同样具有正向调控作用。6.探究了 SmJAZ1-SmMYB39-mbw(SmbHLH51-SmMYB111-SmTTG1)复合体对MeJA诱导的响应机制采用100 μM MeJA处理丹参毛状根,发现MeJA处理可显著提高丹酚酸成分的积累,而对丹参酮成分含量影响不显著或略有促进。基因表达分析表明,MeJA处理显著促进了

关键词：丹参 mbw复合体次生代谢调控丹参酮丹酚酸

MYB转录因子RcMYB1调控月季花青素生物合成

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MYB转录因子RcMYB1调控月季花青素生物合成

作者：张忍上海师范大学

学位级别：硕士

月季(Rosa hvbrida)是世界著名的观赏植物,具有很高的观赏价值和经济价值。花色是其重要的观赏性状,然而,目前关于调节月季花色的MYB转录因子和mbw(MYB-bHLH-WD40)复合体研究较少,研究不够深入,其调控机制尚不清楚。本研究基于转录组数... 详细信息

月季(Rosa hvbrida)是世界著名的观赏植物,具有很高的观赏价值和经济价值。花色是其重要的观赏性状,然而,目前关于调节月季花色的MYB转录因子和mbw(MYB-bHLH-WD40)复合体研究较少,研究不够深入,其调控机制尚不清楚。本研究基于转录组数据分析发现一个关键R2R3-MYB转录因子RcMYB1,通过功能鉴定、蛋白互作验证和调控机制研究,揭示了 RcMYB1与RcbHLHs(RcbHLH42,RcEGL1)和RcTTG1形成的mbw复合体在月季花青素生物合成中起核心作用,并参与类胡萝卜素和芳香类化合物合成,获得的主要结果如下:1)RcMYB1编码一个SG6 R2R3 MYB转录因子。通过进化树和多序列比对分析显示RcMYB1在亚组6(SG6)中,包含典型的bHLH相互作用基序、ANDV基序和保守的R2R3 MYB DNA结合结构域[R/K]Px[P/A/R]xx[F/Y]基序。在月月粉花瓣着色期间(S1-S7),RcMYB1的表达趋势与花青素积累的趋势一致;在不同颜色的月季花中RcMYB1在红色月季中表达水平相对较高。2)RcMYB1在月季花青素合成中发挥关键作用。在白色月季‘加百列’花瓣小圆片中过表达RcMYB1后,发现花瓣小圆片中花青素含量显著增加,花青素生物合成基因(RcCHSa、RcCHSc、RcCHI、RcF3H、RcF3'H、RcDFR、RcANS、RcUFGT和RcGT1)的转录水平显著增加;在烟草叶片中过表达RcMYB1同样出现花青素的大量积累;而在沉默RcMYB1后,花青素积累则被显著抑制。进一步,在月季中进行了RcMYB1的稳定遗传并成功获得RcMYB1的过表达株系,表型观测结果显示,在RcMYB1-OE株系中,叶片和叶柄出现显著的花青素积累,花青素生物合成基因表达水平显著上调。3)RcMYB1 与 RcTTG1 和 RcbHLH42 或 RcEGL1 相互作用形成 mbw 复合体。在花青素调控中,MYB转录因子通常与bHLH和WD40蛋白形成mbw三元复合体进而调控花青素积累。为鉴定与RcMYB1形成mbw复合体的bHLH和WD40蛋白,构建了系统发育树,结果表明RcbHLHs(RcbHLH42和RcEGL1)和RcTTG1可能是参与花青素调控的bHLH和WD40蛋白。进一步、通过酵母双杂交(Y2H)、双荧光素酶互补(BiFC)和免疫共沉淀(Co-IP)证实RcMYB1与两种bHLH蛋白(RcbHLH42和RcEGL1)和WD40蛋白RcTTG1相互作用,形成mbw复合体。4)两种mbw复合体以功能冗余的方式正调控花青素的积累。为明确两种mbw复合体是否参与花青素的积累,我们在月季小圆片和烟草叶片中进行了瞬时表达研究,结果显示,相较于单独过表达RcMYB1,过表达两种mbw复合体都能进一步促进花青素的积累,然而两种mbw复合体之间没有显著差异,可能以功能冗余的方式调控花青素合成。5)RcMYB1以自我激活的方式调控花青素生物合成基因。酵母单杂交(Y1H),双荧光素酶(LUC)和ChIP-qPCR分析表明,RcMYB1能够激活自身基因启动子,并广泛激活花青素早期和晚期合成基因启动子,而两个mbw复合体则进一步增强RcMYB1和晚期合成基因启动子活性。6)RcMYB1参与类胡萝卜素和挥发性芳香物的代谢,但不参与原花青素的代谢。由于发现RcMYB1在黄色(类胡萝卜素为主要呈色物质)和白色(较浓的香气)月季中存在较高表达水平,因此检测了 RcMYB1是否参与月季中原花青素、类胡萝卜素和芳香类化合物的代谢过程。过表达RcMYB1后,月季花瓣呈现更深的橙红色,UPLC测定α-胡萝卜素和β-胡萝卜素含量均显著增加;GC-TOFMS分析,发现花瓣中主要芳香物质苯丙素类和单萜类的相对含量显著提高。利用Y1H,LUC和ChIP-qPCR等试验,发现RcMYB1不参与调控原花青素生物合成中RcLAR和RcANR的转录,但能够直接激活类胡萝卜素生物合成基因RcLYCB、RcLYCE-1和RcLYCE-2的转录,香叶醇代谢途径中RcNUDX1以及丁香酚代谢途径中RcEGS1转录。结果表明RcMYB1不参与原花青素代谢,但能够激活类胡萝卜素和挥发性芳香物合成基因的转录。综上所述,在本研究中,我们发现一个关键的R2R3-MYB转录因子,RcMYB1,其不仅广泛参与花青素合成基因的转录调控,表明其在月季花青素积累调控中具有核心作用,此外,RcMYB1还参与类胡萝卜素和挥发性芳香物的代谢调控。进一步,我们还鉴定了两个与RcMYB1互作的mbw复合体,能够进一步增强RcMYB1在这些代谢过程中的调控作用。本研究结果为通过育种或遗传改良月季花色性状提供理论依据。

关键词： RcMYB1 月季花青素调节 mbw复合体

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花青素代谢途径与植物颜色变异

植物学报 2016年第1期51卷 107-119页

作者：祝志欣鲁迎青中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室北京100093 海南大学园艺园林学院海口570228

花青素是种子植物呈色的重要色素,由一系列结构基因编码的酶(CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H、DFR、ANS和3GT)催化而成,随后经过各种修饰被转运至液泡等部位储存。各类器官中差异表达的MYB、b HLH和WDR三种调控因子通过形成mbw复合体直接... 详细信息

花青素是种子植物呈色的重要色素,由一系列结构基因编码的酶(CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H、DFR、ANS和3GT)催化而成,随后经过各种修饰被转运至液泡等部位储存。各类器官中差异表达的MYB、b HLH和WDR三种调控因子通过形成mbw复合体直接正调控以上结构基因的表达。这个过程涉及的基因变异常会导致植物的各种颜色变异。在生活中人们广泛利用这些变异品种,取其丰富色味。造成颜色变异的具体分子机制在很多情况下还不清楚,但日益积累的个例研究为其中的规律性提供了基础数据。该文概述了花青素的合成、转运过程及其转录调控机制,探讨了研究颜色变异品种的常用思路及方法。在总结近年工作的基础上,对生活中常见蔬菜、水果和花卉的颜色变异品种的分子机制进行了综述。

关键词：花青素 MYB bHLH WDR mbw复合体颜色变异品种

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不结球白菜BcTT8基因的功能分析

不结球白菜BcTT8基因的功能分析

作者：唐丽萍南京农业大学

学位级别：硕士

不结球白菜(Brassica campestris ***)是一类重要的芸薹属蔬菜,其营养品质主要包括维生素C、可溶性糖、粗纤维、有机酸和花青素等。然而在不结球白菜中,花青素合成的分子调控机制目前还未被阐明。本文利用绿色不结球白菜‘HG072’及紫... 详细信息

不结球白菜(Brassica campestris ***)是一类重要的芸薹属蔬菜,其营养品质主要包括维生素C、可溶性糖、粗纤维、有机酸和花青素等。然而在不结球白菜中,花青素合成的分子调控机制目前还未被阐明。本文利用绿色不结球白菜‘HG072’及紫色不结球白菜‘HP072’以及拟南芥作为主要的研究材料,通过比较转录组测序分析筛选出调控不结球白菜中花青素合成的转录因子BcTT8,利用RT-qPCR、酵母双杂交、病毒介导的基因沉默(VIGS)和异源过表达等实验方法,阐明了 BcTT8在不结球白菜花青素合成中的转录调控机制。主要研究结果如下:1.利用Illumina平台进行转录组测序,对测序结果进行基因表达量分析,并对差异基因进行GO分类富集与KEGG功能注释分析。在GO的差异基因分类富集中,“花青素化合物生物合成过程”term(anthocyanin-containing compound biosynthetic process)富集最为显著。在KEGG差异基因代谢通路富集中,富集最为显著的代谢通路是“花青素生物合成途径”(Anthocyaninbiosynthesis),其次为“类黄酮生物合成途径”(Flavonoid biosynthesis)。结合GO差异基因分类富集与KEGG代谢通路富集的结果,发现BcCHI、BcDFR、BcLODX以及BcUF3GT与转录因子BcTT8在紫色不结球白菜中显著上调,实时定量PCR实验验证了转录组测序结果。2.以‘苏州青’材料为模版,同源克隆BcTT8基因。序列分析发现BcTT8包含1566个开放阅读框(ORF),编码521个氨基酸。系统进化树分析发现不结球白菜Brassica campestris ***)BcTT8 蛋白与同属的芜菁(Brassica rapa)、花椰菜(Brassica oleracea ***)、甘蓝型油菜(Brassica napus)和芥菜(Brassica juncea)中的TT8蛋白聚集在同一分支中,同源性较高。亚细胞定位分析发现BcTT8定位于细胞核。酵母双杂交试实验表明BcTT8蛋白可以与BcTTG1(WD40家族蛋白)结合,双荧光素酶实验表明当BcTT8与BcTTG1形成蛋白复合体时,可以结合BcDFR基因的启动子。通过病毒介导的沉默系统(VIGS)沉默紫色不结球白菜中的BcTT8基因,RT-qPCR实验结果显示在沉默植株中,花青素合成过程中的结构基因BcCHI、BcDFR、BcLODX与BcUFG3T的相对表达水平显著下调,BcFLS黄酮醇合成基因显著上调表达,花青素含量显著下降;BcTTG1的下降趋势与BcTT8一致,表明BcTTG1协同参与不结球白菜中花青素的合成。RT-qPCR实验结果显示在拟南芥过表达株系中,BcTT8的表达量远高于野生型;过表达BcTT8之后引起了拟南芥花青素合成通路中结构基因AtCHS、AtDFR和AtANS的显著上调,从而促进了拟南芥中花青素的合成。

关键词：不结球白菜 BcTT8 bHLH转录因子 mbw复合体花青素

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脱落酸激素诱导拟南芥幼苗中花青素的合成

广西植物 2020年第8期40卷 1169-1180页

作者：陈俊洁梅松胡彦如热带植物资源可持续利用重点实验室中国科学院西双版纳热带植物园昆明650223 中国科学院大学北京100049

脱落酸(abscisic acid,ABA)激素是一类重要的生长调节物质,参与调控植物的多种生理过程。花青素(anthocyanins)是植物次生代谢产生的类黄酮化合物,对植物的生长发育和逆境胁迫响应有重要作用。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研... 详细信息

脱落酸(abscisic acid,ABA)激素是一类重要的生长调节物质,参与调控植物的多种生理过程。花青素(anthocyanins)是植物次生代谢产生的类黄酮化合物,对植物的生长发育和逆境胁迫响应有重要作用。该文以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象,探讨ABA信号对花青素生物合成的调控功能和作用机制。结果表明:外源施加ABA显著提高野生型幼苗茎尖中花青素的积累。相一致的是,ABA能诱导某些与花青素合成相关的转录因子及合成酶基因的表达。遗传学分析发现,ABA诱导花青素合成部分依赖于mbw复合体中的核心转录因子,如TTG1、TT8及MYB75等。初步机制研究揭示,ABA信号途径中的bZIP类转录因子ABI5能与TTG1、TT8及MYB75等相互作用形成蛋白复合物。综上结果认为,ABA信号诱导拟南芥幼苗中花青素的积累,并可能通过ABI5与mbw复合体协同作用调控花青素的合成。

关键词：拟南芥脱落酸花青素 ABI5转录因子 mbw复合体