本文選題：柑橘　切入點：MYB　出處：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：柑橘是世界上最重要的果樹之一,富含種類豐富的苯丙烷類化合物。苯丙烷類化合物作為植物中重要的次生代謝類物質(zhì),在柑橘果實品質(zhì)的形成及對逆境的抵御等方面都起到了重要作用。苯丙烷類化合物的代謝調(diào)控機制研究是有效利用此類化合物的基礎(chǔ),而目前柑橘中苯丙烷類化合物代謝調(diào)控的研究仍非常之少,這也一定程度上限制了柑橘中相關(guān)遺傳改良工作的開展。MYB轉(zhuǎn)錄因子是植物中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一,參與了植物中眾多生物學(xué)過程的調(diào)控,MYB轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控植物苯丙烷代謝的相關(guān)功能在多種植物中已有廣泛的報道。本研究以柑橘中的MYB轉(zhuǎn)錄因子為切入點,通過生物信息學(xué)方法,在全基因組范圍內(nèi)鑒定了MYB家族各成員的相關(guān)信息。并從中挑選出CsMYBF1作為候選基因,對其潛在的調(diào)控苯丙烷代謝的相關(guān)功能及機制展開了深入研究。主要研究結(jié)果如下:1.甜橙基因組范圍內(nèi)R2R3類型的MYB家族成員分析。從甜橙基因組中共鑒定出100個R2R3類型的MYB轉(zhuǎn)錄因子,其中有87個基因不均勻地分布在9條染色體上,以2號染色體上分布為最多。甜橙中存在21個片段復(fù)制和8個串聯(lián)復(fù)制的MYB基因。構(gòu)建了甜橙與擬南芥中MYB家族成員的進化樹,將甜橙中的100個MYB轉(zhuǎn)錄因子分為29個亞族,MYB基因的基因結(jié)構(gòu)及保守基序分析進一步證實了分類結(jié)果的可靠性。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和定量PCR實驗提供了各MYB成員的基因表達(dá)信息,結(jié)合基因間的進化關(guān)系特點,本研究預(yù)測了各MYB基因的功能,為后期開展柑橘中MYB基因的功能研究提供了參考。2.CsMYBF1基因的功能鑒定及調(diào)控機理研究。從組學(xué)分析結(jié)果中挑取了可能與黃酮醇類化合物調(diào)控相關(guān)的CsMYBF1做進一步的功能分析。利用RACE技術(shù)克隆得到了CsMYBF1基因全長,進化分析表明CsMYBF1與已報道的黃酮醇調(diào)控相關(guān)的MYB基因有較近的親緣關(guān)系�；虮磉_(dá)分析表明,CsMYBF1基因在果皮組織、幼果果肉及新葉中有較高的表達(dá)。亞細(xì)胞定位分析顯示CsMYBF1定位在細(xì)胞核中�？截悢�(shù)分析顯示CsMYBF1基因在多個柑橘類型中均為單拷貝。轉(zhuǎn)錄激活分析表明CsMYBF1可能需要與其他蛋白形成復(fù)合體來行使其轉(zhuǎn)錄激活的功能。將CsMYBF1基因超量表達(dá)轉(zhuǎn)入番茄,成功得到了轉(zhuǎn)基因番茄植株。次生代謝產(chǎn)物分析表明,轉(zhuǎn)基因番茄果實中羥基肉桂酸類化合物含量明顯增加,黃酮醇類物質(zhì)含量沒有顯著差異。數(shù)字表達(dá)譜分析鑒定出了一系列差異表達(dá)基因,包括糖酵解途徑、莽草酸途徑及苯丙烷途徑中的多個差異基因。在柑橘愈傷中干涉CsMYBF1基因的表達(dá),顯著降低了愈傷組織中羥基肉桂酸類、黃酮醇類及黃酮類化合物的含量。定量PCR結(jié)果表明一系列柑橘中苯丙烷途徑結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)也明顯降低。在山金柑中干涉CsMYBF1基因的表達(dá)也得到了相似的結(jié)果。啟動子激活實驗表明,CsMYBF1可以激活番茄和柑橘中苯丙烷途徑上的多個結(jié)構(gòu)基因的啟動子。進一步分析表明,CsMYBF1可以激活柑橘中但不能激活番茄中的CHS基因啟動子;CsMYBF1可以通過作用于MYPLANT順式元件直接激活相應(yīng)的苯丙烷途徑結(jié)構(gòu)基因啟動子。酵母單雜交與EMSA實驗進一步證實CsMYBF1可以直接與MYBPLANT順式元件結(jié)合。本研究還篩選鑒定到甘油處理可以通過誘導(dǎo)CsMYBF1的表達(dá)來調(diào)控苯丙烷代謝物的積累。本研究初步建立起了CsMYBF1基因的上下游調(diào)控網(wǎng)絡(luò),明確了CsMYBF1調(diào)控柑橘中羥基肉桂酸和黃酮醇類物質(zhì)代謝的功能。在番茄中超量表達(dá)CsMYBF1不能誘導(dǎo)黃酮醇的積累,可能是由于番茄中CHS基因的啟動子不被CsMYBF1激活導(dǎo)致的,而啟動子中MYBPLANT元件的序列差異可能是其中的一個重要原因。
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【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S666.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉蕾;杜海;唐曉鳳;吳燕民;黃玉碧;唐益雄;;MYB轉(zhuǎn)錄因子在植物抗逆脅迫中的作用及其分子機理[J];遺傳;2008年10期

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本文編號：1635283