觀賞海棠(Crabapple)是薔薇科(Rosaceae)蘋果屬(Malus Mill.)植物中兼具觀賞價值和經(jīng)濟價值的重要資源。MYB10轉(zhuǎn)錄因子對高等植物的色澤發(fā)育起著至關重要的作用。在黑暗條件下,MYB10能夠被E3泛素連接酶COP1特異降解。為探討MYB轉(zhuǎn)錄因子和COP1蛋白在轉(zhuǎn)錄水平上的相互關系,本研究擬以觀賞海棠常色紫葉類品種‘王族’(M.spp.‘Royalty’)和‘火焰’(M.spp.‘Flame’)的5個不同發(fā)育時期的葉片為材料,研究觀賞海棠葉片中McMYB10與McCOP1s基因之間的相互關系及其調(diào)控花色素苷生物合成的分子機制。1.通過HPLC檢測‘王族’和‘火焰’葉片組織5個不同發(fā)育時期中類黃酮物質(zhì)的含量。結(jié)果表明,‘王族’葉片隨著發(fā)育花色素苷含量逐漸增多;‘火焰’葉片組織5個發(fā)育時期中均不含花色素苷。黃酮醇與扁蓄苷含量隨著葉片的發(fā)育在‘王族’中逐漸減少,在‘火焰’中含量較少。2.通過qRT-PCR,檢測‘王族’與‘火焰’葉片不同發(fā)育時期中McMYB10和McCOP1基因的表達水平,分析這兩個基因在葉片發(fā)育時期中的表達對應關系。結(jié)果表明,McMYB10和McCOP1基因的表達水平呈正相關,且與花色素苷的含量呈正相關。3.通過持續(xù)光照處理,發(fā)現(xiàn)光照促進觀賞海棠葉片中McMYB10的表達,進而促進了花色素苷的積累,同時McCOP1s的表達量也增加。進一步通過在光周期內(nèi)檢測‘王族’葉片組織中McMYB10基因與McCOP1的表達水平,結(jié)果表明,McCOP1s基因在白天的表達量高于其夜晚的表達量,同時相關性分析結(jié)果表明McMYB10的轉(zhuǎn)錄水平與McCOP1-1,McCOP1-2的轉(zhuǎn)錄水平及花色素苷含量呈正相關。4.為了檢測McCOP1基因啟動子與McMYB10基因之間的關系,通過PLANTCARE(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)數(shù)據(jù)庫對McCOP1s啟動子上的順式作用元件進行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),McCOP1基因啟動子上存在兩個MYBCORE結(jié)合元件,進一步確定,其屬于MYB轉(zhuǎn)錄因子的特定序列。通過酵母單雜交的方法,表明McMYB10轉(zhuǎn)錄因子可以特異結(jié)合在McCOP1-1和McCOP1-2基因的啟動子上。進一步通過EMSA試驗,表明McMYB10蛋白可以直接結(jié)合在McCOP1-1和McCOP1-2基因啟動子上的MYB識別位點。5.通過將McMYB10與McCOP1基因分別轉(zhuǎn)化觀賞海棠葉片與蘋果果實,結(jié)果表明,瞬時過表達McMYB10后,綠色海棠品種的葉片中花色素苷的含量大量積累,同時McCOP1s的表達水平增加;相反,瞬時沉默MYB10后,花色素苷含量降低,同時McCOP1s的表達水平降低。McCOP1s的遺傳轉(zhuǎn)化結(jié)果與MYB10相同。綜上所述,觀賞海棠葉片中,光可以誘導McMYB10基因的表達,McMYB10可以通過與McCOP1的啟動子結(jié)合而誘導McCOP1s基因的表達;然而在黑暗條件下,McCOP1s可以通過泛素化降解McMYB10蛋白,避免了McMYB10蛋白的過量積累。
【學位單位】：北京農(nóng)學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S685.99
【部分圖文】：

色類型同時還為研究彩葉植物的成色機長期處于砧木和零星栽培的現(xiàn)狀，拓展用領域。海棠呈色的重要物質(zhì)質(zhì)的一種水溶性化合物，是植物葉片、花、藍色、紫紅色(Field et al., 2001; Hond境脅迫的耐受性，可以增強對草食動物擴散種子(Simmonds, 2003; Treutter, 200康極為有益，比如可以降低健康風險，默病(Zhang et al., 2008; Sun et al., 2013著類黃酮代謝途徑探討植物葉、花、果程中最重要的組分之一(Honda and Sa果實色澤形成的基礎，花色素苷的種類同品種乃至組織器官呈現(xiàn)出不同的色見圖 1.1.2.1 所示。

花色素苷生物合成的分子機理研究表明影響花色素苷生物合成的基因有兩類：一類是不同植物共同具有的結(jié)構基因，它們直接編碼花色素苷生物合成酶類(Holton et al., 1995;Fischer et al., 2007)，蘋果屬植物觀賞海棠中花色素苷代謝(見圖1.2.1所示)中的結(jié)構基因已經(jīng)研究清楚，例如代謝早期基因編碼的酶類查爾酮合酶(CHS; Tai et al., 2014)，查爾酮異構酶(CHI; Geng et al., 2010)，類黃酮-3-羥化酶(F3’H; Shen et al., 2012)及代謝途徑后期基因編碼的酶類二氫黃酮醇還原酶(DFR; Wen et al., 2010),花青素還原酶(ANS; Zhang et al., 2015)及UDP黃酮糖基轉(zhuǎn)移酶(UFGT; Han et al., 2014)，它們的表達模式及轉(zhuǎn)基因表達數(shù)據(jù)說明其對觀賞海棠葉片色澤其重要作用，前期克隆了蘋果屬植物花色素苷生物合成基因并對其進行了功能分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)McCHS、McF3H、McDFR 和McANS 基因直接參與花色素苷的生物合成，并且其表達受MYB 類轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控(Shen et al., 2012; Tai et al., 2014)；另一類是調(diào)節(jié)基因

院碩士學位論文 P1 蛋白主要聚集在細胞核內(nèi)。相反，光條件下，COP1 蛋白則從細，解除了光形態(tài)建成的抑制作用。因而，COP1 蛋白被稱為位于光(Deng et al., 1991; Deng et al., 1992)。COP1 基因最早是由北京大學植物擬南芥中利用 T-DNA 標簽法得到 cop1 突變體，然后通過單體COP1，該基因編碼的 COP1 蛋白是一個由 675 個氨基酸組成的可溶構域構成了二級結(jié)構，如圖 1.3.1.1 所示，包括 N 端的鋅指環(huán)結(jié)構domain, RING)，位于中間的卷狀螺旋形結(jié)構域(coiled-coil domain, 的 WD40 重復序列(WD40 repeats,WD40)組成的 C 末端。此外，還clear localization signal, NLS)和一個新型細胞質(zhì)的定位信號(cytopLS)。COP1 蛋白是一種核定向蛋白，核內(nèi) COP1 的豐度變化由 CO所決定，而 COP1 蛋白的亞細胞定位受多個因素的影響。

【參考文獻】

相關期刊論文 前5條

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本文編號：2831948