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基于慈竹转录组myb转录因子克隆及其遗传转化研究

基于慈竹转录组MYB转录因子克隆及其遗传转化研究

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作者：杨传凤西南科技大学

学位级别：硕士

慈竹为丛生竹类,属禾本科竹亚科慈竹属,其纤维含量高,是西南地区造纸重要原料,但慈竹本身较高的木质素含量及冷冻胁迫、土壤干旱等影响,造成慈竹大面积减产。myb基因在调控植物次生细胞壁合成及响应各种非生物胁迫中发挥重要作用。本研... 详细信息

慈竹为丛生竹类,属禾本科竹亚科慈竹属,其纤维含量高,是西南地区造纸重要原料,但慈竹本身较高的木质素含量及冷冻胁迫、土壤干旱等影响,造成慈竹大面积减产。myb基因在调控植物次生细胞壁合成及响应各种非生物胁迫中发挥重要作用。本研究基于慈竹笋转录组数据库,克隆得到2个myb基因,并对其进行生物信息学分析、组织表达模式分析和胁迫诱导表达分析及过表达载体遗传转化烟草,为通过基因工程手段提高工业用竹的抗逆性研究和调控木质素生物合成研究提供理论依据。主要研究结果如下:1.从100cm高慈竹笋转录组数据库中筛选2条myb序列,设计全长引物,以转录组测序用慈竹笋cDNA为模板克隆得到2个myb全长基因序列,分别命名为Bemyb1和Bemyb2,序列提交至NCBI数据库,其GenBank注册号分别为KJ496128和KJ496129。2.生物信息学分析结果表明,Bemyb1和Bemyb2基因cDNA全长序列分别为2061 bp和1142 bp,编码区分别为1899 bp(编码632个氨基酸)和1017bp(编码338个氨基酸)。慈竹Bemyb1和Bemyb2基因编码的蛋白均为亲水性蛋白,分别具有10个和12个磷酸化位点及13个和5个赖氨酸糖基化位点。氨基酸序列分析表明,Bemyb1基因编码蛋白C端具有一个myb结构域,与小麦Tamyb48具有较高的相似性,均具有2个保守的motif 1和motif2基序,属于myb相关蛋白;而慈竹Bemyb2基因编码蛋白在N端具有2个myb结构域,属于R2R3-myb蛋白亚族,与毛竹Pemyb2和水稻Osmyb18聚为一支,均具有3个保守的motif 1、motif 2和motif 3基序。3.采用Real-time PCR技术对慈竹myb基因的组织表达模式进行分析,结果表明,慈竹Bemyb1和Bemyb2在慈竹笋、叶、茎部位均表达,属于组成型表达,但二者的表达量均在成熟的组织中较高,Bemyb1主要在茎下部表达,Bemyb2主要在展开叶和未展开叶中表达,而幼嫩的笋中表达量均很低,且Bemyb2基因在各部位的表达量较Bemyb1高。4.对慈竹幼苗进行ABA(200μmol?L–1)、NaCl(200 mmol?L–1)、PEG6000(20%)胁迫处理,通过Real-time PCR技术对Bemyb1和Bemyb2基因进行胁迫诱导差异性表达分析。结果表明,与对照相比,短时间内同一种非生物胁迫下,Bemyb2基因的表达量变化幅度较Bemyb1基因大,尤其是干旱胁迫。因此,推测Bemyb1和Bemyb2基因可能在应答ABA、高盐胁迫、干旱的胁迫时发挥重要作用。5.构建了Bemyb1和Bemyb2的植物过表达载体pCAMBIA 1303-Bemyb1和pCAMBIA 1303-Bemyb2,并将pCAMBIA 1303-Bemyb1和pCAMBIA1303-Bemyb2载体成功转化烟草,均得到转基因烟草植株。转基因植株的初步分析结果表明,与CK相比,pCAMBIA1303-Bemyb1转基因株开花延迟、茎杆粗壮、植株较高,木质部较宽,木质素含量降低;而pCAMBIA 1303-Bemyb2植株与对照相比,其株高无明显差异,开花也与对照在同一时期,没有延迟或提前。同时也构建了pCAMBIA 2301-myb1-RNAi和pCAMBIA2301-myb2-RNAi干扰载体。

关键词：慈竹 myb 转录因子克隆遗传转化

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大豆转录因子基因GmmybJ6的表达及功能分析

大豆转录因子基因GmMYBJ6的表达及功能分析

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中国遗传学会第八次代表大会暨学术讨论会

作者：杨文杰吴燕民唐益雄淮阴师范学校生物系中国农业科学院生物技术研究所

转录因子也称反式作用因子,是指能够与基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的 DNA 结合蛋白,通过他们之间以及其它相关蛋白之间的相互作用激活或抑制某些基因的转录。自从 Paz-Ares 首次报道了玉米的转录因子 C1基因的克隆... 详细信息

转录因子也称反式作用因子,是指能够与基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的 DNA 结合蛋白,通过他们之间以及其它相关蛋白之间的相互作用激活或抑制某些基因的转录。自从 Paz-Ares 首次报道了玉米的转录因子 C1基因的克隆以来,已有数百种调控干旱、盐渍、激素、低温及生长发育等相关基因表达的转录因子被分离克隆出来,据推测拟南芥中至少有1553个转录因子基因,约占其基因总数的5.9%。myb 基因是最大的植物转录因子基因家族之一,参与植物次生代谢调控、激素和环境因子的应答,并对细胞分化、细胞周期、器官的形成以及植物叶片的形态建成具有重要的调节作用;对 myb 转录因子基因 LHY 和 CCA1的研究结果显示,它们可能通过对光信号的应答参与植物生理节律的调控。myb 基因的分离克隆可以为我们提供这类转录因子在转录水平对植物某些生理过程的调控机制的相关信息。近年来,利用 DNA 微阵列、转座子标签、T-DNA 激活标签及同源克隆等方法分离克隆出了大量 myb 基因,对这些基因的修饰与表达,加深了人们对其生物学功能的认识。然而,myb 蛋白家族庞大、功能复杂多样,对 myb 转录因子在植物生长发育及生理代谢中的调控机理的深入研究和解析,尚有赖于大量 myb 转录因子基因及相关基因的克隆和功能分析。本文利用 RT-PCR 和 RACE-PCR 的方法分离得到一个新的 myb 转录因子基因 GmmybJ6,并对其功能进行了初步研究。Northern 杂交对 GmmybJ6在不同组织中的表达情况进行了检测,结果只在叶片中检测到了 GmmybJ6的表达,推测 GmmybJ6的表达可能具有组织特异性;酵母表达结果显示, GmmybJ6具有明显的转录激活功能,β—半乳糖苷酶活性为28.48U;构建绿色荧光蛋白融合表达载体,基因枪法转化洋葱表皮细胞进行瞬时表达,结果表明,GmmybJ6蛋白定位于细胞核中,与亚细胞定位预测结果一致;对胁迫应答的检测结果显示,在紫外辐射、高盐及干旱(PEG) 等条件下,随着处理时间的增长,大豆品种吉林3号中 GmmybJ6的表达量明显增加;而在 GmmybJ6的转化烟草中,GmmybJ6的表达可提高类黄酮代谢途径中的苯丙氨酸氨基裂解酶 (PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(C4H)、4-香豆酰辅酶 A 连接酶(4CL)、查尔酮合成酶(CHS)、黄酮醇合成酶(FLS)等关键酶的表达,并且使烟草中总黄酮的含量增加。因此,推测 GmmybJ6可能通过调控植物体内类黄酮的代谢来参与对非生物胁迫的应答。

关键词：大豆 myb 转录因子基因表达调控

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