脫落酸（abscisic acid,ABA）激素是一類重要的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì),參與調(diào)控植物的多種生理過程。花青素（anthocyanins）是植物次生代謝產(chǎn)生的類黃酮化合物,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和逆境脅迫響應(yīng)有重要作用。該文以擬南芥（Arabidopsis thaliana）為研究對(duì)象,探討ABA信號(hào)對(duì)花青素生物合成的調(diào)控功能和作用機(jī)制。結(jié)果表明:外源施加ABA顯著提高野生型幼苗莖尖中花青素的積累。相一致的是,ABA能誘導(dǎo)某些與花青素合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及合成酶基因的表達(dá)。遺傳學(xué)分析發(fā)現(xiàn),ABA誘導(dǎo)花青素合成部分依賴于MBW復(fù)合體中的核心轉(zhuǎn)錄因子,如TTG1、TT8及MYB75等。初步機(jī)制研究揭示,ABA信號(hào)途徑中的bZIP類轉(zhuǎn)錄因子ABI5能與TTG1、TT8及MYB75等相互作用形成蛋白復(fù)合物。綜上結(jié)果認(rèn)為,ABA信號(hào)誘導(dǎo)擬南芥幼苗中花青素的積累,并可能通過ABI5與MBW復(fù)合體協(xié)同作用調(diào)控花青素的合成。 

【文章來源】：廣西植物. 2020,40(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

ABA誘導(dǎo)野生型擬南芥幼苗中花青素的合成

PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F3H、DFR、LDOX和UF3GT等是花青素合成的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因，MYB75、MYB90、MYB113、MYB114、TT8、GL3、EGL3、TTG1、HY5和TT2是控制結(jié)構(gòu)基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)基因，它們都參與花青素合成途徑的重要酶促反應(yīng)，它們的表達(dá)量上升均能導(dǎo)致擬南芥花青素的合成途徑被激活，從而使得植物體內(nèi)的花青素含量上升(Dubos et al.,2008;Gonzalez et al.,2008;Petroni&Tonelli,2011)。對(duì)不同濃度ABA誘導(dǎo)處理的野生型幼苗進(jìn)行總RNA提取，逆轉(zhuǎn)錄成c DNA后進(jìn)行RT-q PCR實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)上述所有花青素合成結(jié)構(gòu)基因和調(diào)控基因的相對(duì)表達(dá)量。圖2結(jié)果顯示，在ABA處理的植物中，C4H、DFR、LDOX和UF3GT等花青素結(jié)構(gòu)基因的表達(dá)顯著增加，且隨著ABA濃度增加呈正相關(guān)關(guān)系。此外，MYB75、MYB90、TT8、GL3、EGL3、TTG1、TT2和HY5等調(diào)節(jié)基因的表達(dá)水平也受ABA的誘導(dǎo)。這說明ABA激素能通過上調(diào)某些花青素合成相關(guān)基因的表達(dá)水平來誘導(dǎo)擬南芥幼苗中花青素的合成。2.3 ABA誘導(dǎo)花青素的合成部分依賴于MYB75和TT8調(diào)節(jié)蛋白

本研究進(jìn)一步通過遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)分析了ABA促進(jìn)花青素的合成是否依賴于上述調(diào)節(jié)蛋白的正常功能。我們收取同一批次的Columbia生態(tài)型背景野生型種子，花青素缺失突變體種子myb-RNAi和tt8，以及花青素合成增強(qiáng)的植物種子pap1-D，播種到具有0.25μmol·L-1ABA濃度的1/2 MS培養(yǎng)基上。如圖3:A所示，光下生長(zhǎng)6 d的野生型植物幼苗莖尖呈淺紫色，而突變體植株myb-RNAi和tt8的幼苗無明顯的顏色改變，整個(gè)莖尖以及葉片都為綠色;相反，pap1-D植物莖尖的顏色明顯比野生型植物更深。為了進(jìn)一步驗(yàn)證該結(jié)果，本研究測(cè)量了相關(guān)植物中的花青素含量。圖3:B結(jié)果表明，突變體植株myb-RNAi和tt8在0.25和0.5μmol·L-1ABA濃度的1/2 MS培養(yǎng)基上的花青素含量明顯比野生型植物低，而pap1-D植株的花青素含量顯著高于野生型植物中的。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，野生型植物在0.5μmol·L-1ABA濃度的1/2 MS培養(yǎng)基上花青素與0μmol·L-1ABA濃度的1/2 MS培養(yǎng)基上花青素的比值顯著高于突變體植株myb-RNAi和tt8相對(duì)應(yīng)的比值(圖3:C)。此外，本研究還檢測(cè)了花青素合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因(如DFR、LDOX和UF3GT)的表達(dá)量。提取0、0.5μmol·L-1ABA處理的野生型植物以及相關(guān)突變體植物的總RNA，逆轉(zhuǎn)錄成c DNA后進(jìn)行RT-q PCR實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)它們的相對(duì)表達(dá)量。圖3:D結(jié)果顯示，在ABA處理的情況下，DFR、LDOX和UF3GT在突變體植株myb-RNAi和tt8中的相對(duì)表達(dá)量明顯低于野生型植物，而在pap1-D植株中的相對(duì)表達(dá)量明顯高于野生型植物。這表明ABA促進(jìn)擬南芥幼苗花青素的合成部分依賴于MYB75和TT8等調(diào)節(jié)蛋白的正常功能。2.4 MYB75、TT8和TTG1蛋白與ABI5轉(zhuǎn)錄因子相互作用


本文編號(hào)：3522462