MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)家族转录因子是高等植物转录因子中数目最多的一类基因家族成员,可分为 4 个亚家族,其中R2R3-MYB是最常见的亚家族类型.R2R3-MYB类转录因子广泛参与植物的器官发育和次生代谢产物生物合成的调控.为研究R2R3-MYB家族转录因子在艾叶黄酮合成和腺毛发育中发挥的作用,该研究基于艾的全基因组数据筛选、鉴定出 92 个R2R3-MYB转录因子,并利用生物信息学预测其潜在功能.结果表明,92 个转录因子的氨基酸长度为 168～547 aa,相对分子质量为 19.6～60.5 kDa,均为亲水性蛋白.亚细胞定位分析表明,89 个AaMYB 蛋白定位结果为细胞核,3 个蛋白同时定位于细胞核和细胞质中.依据拟南芥R2R3-MYB家族分类,92 个艾R2R3-MYB蛋白分为 26 个亚家族,同一亚族基因结构基本类似.顺式作用元件预测结果表明光响应元件、茉莉酸甲酯元件和脱落酸元件在R2R3-MYB基因启动子区域分布广泛.转录组表达分析结果显示,AaMYB60、AaMYB63 和AaMYB86 在叶片中的表达均高于茎和根中的表达,说明这 3 个转录因子主要在叶片中发挥作用.此外,利用系统进化分析筛选出 5 个参与艾叶黄酮生物合成或腺毛发育的候选R2R3-MYB转录因子.该研究可为后期艾的优良品种选育和种质创新等提供重要的基因资源.

目的 研究药食同源植物丝瓜Luffa cylindrica MYB(LcMYB)基因转录因子家族成员的结构和功能,鉴定参与抗褐化作用的主要成员及其作用机制.方法 基于Pfam数据库及NCBI保守结构域分析,对丝瓜全基因组水平MYB转录因子进行鉴定.通过Expasy、MEME等在线工具分析LcMYB转录因子家族蛋白理化性质、顺式作用元件及保守结构域.然后利用MEGA软件构建系统发育树,分析丝瓜与拟南芥、苹果、番茄、茄子及马铃薯等植物MYB蛋白的系统发育关系.结合2个褐化敏感程度不同的丝瓜转录组,筛选了丝瓜褐化相关的关键MYB转录因子及其靶基因.结果 全基因组水平共鉴定到449个具有相似基因结构及保守基序的MYB基因,可聚类为4个亚家族(R1 MYB、R2R3 MYB、R3_MYB和R4_MYB),并在正反链均存在可能的顺式调控元件.靶基因及基因表达分析结果显示多个MYB及其靶基因尤其是多铜氧化酶相关基因可能在鲜切丝瓜的不同褐化阶段起重要的作用,是丝瓜褐化的关键调节因子.结论 系统鉴定了 LcMYB家族基因,并鉴定了可能参与丝瓜褐化的 MYB 基因及其靶基因,有助于进一步了解和丰富LcMYB基因家族的生理功能,并为进一步解析果实褐化调控机制,提高果实品质提供了候选基因.

[目的]探究花生ASR基因家族特性及其在干旱和盐胁迫响应中的作用,为培育花生抗旱抗盐新品种提供潜在基因位点.[方法]通过生物信息学方法在全基因组水平鉴定花生ASR家族并分析其基本特性,借助转录组数据分析其在200 mmol/L NaCl及模拟干旱PEG处理后的表达变化.[结果](1)鉴定到7个花生ASR基因,pI为5.34～6.98,蛋白脂肪系数为23.77～56.84,GRAVY值均为负值,表明这7个蛋白均是亲水性蛋白;(2)AhASR3与AhASR7基因表达模式相似,转录水平较高,基因结构及蛋白结构域和保守基序的位置和数量较相似,motif 5、6、9仅存在于AhASR3与AhASR7蛋白中;(3)AhASR1、AhASR5及AhASR2的启动子区域有干旱诱导MYB转录因子的结合位点,发现AhASR1、AhASR2及AhASR4的启动子区有ABA响应元件;(4)AhASR2、AhASR3及AhASR7在200 mmol/L NaCl处理后根部出现较明显转录上调;(5)AhASR1、AhASR3、AhASR4及AhASR7分别在PEG处理4 h和8 h后,转录水平出现2倍以上上调.[结论]花生ASR家族蛋白均为亲水性蛋白,各成员之间既有保守结构域也有特异性序列,大部分成员启动子区都具有干旱响应相关元件,并受到盐处理以及模拟干旱处理的诱导表达,可作为耐盐耐旱花生品种培育的重要候选基因.

[目的]挖掘参与油茶糖代谢及逆境响应的糖外排转运子(sugars will eventually be exported transporters,SWEETs).[方法]利用生物信息学方法分析油茶SWEETs家族的基因结构、蛋白基序、染色体定位、共线性关系、启动子区顺式作用元件及上游调控因子等,并利用RT-qPCR分析CoSWEETs在不同时期、不同组织及不同逆境胁迫下的基因表达情况.[结果]从油茶中鉴定得到 14 个CoSWEETs基因,不均匀分布于 10 条染色体上,不同成员间内含子-外显子数目存在差异.根据系统进化关系,14 个CoSWEETs可分为 4 个分支,均具有 1-2 个MtN3 保守结构域,同一分支具有相似的基因结构和基序.根据启动子顺式作用元件和上游转录因子预测的分析结果,CoSWEETs启动子中含有多个与生长发育、植物激素和应激相关的调节元件,其表达可能受到ERF、DOF、BBR-BPC、MYB等转录因子的调控.RT-qPCR分析表明大部分CoSWEETs成员在果实和根中高表达,在种子中的表达水平与发育时期相关,并根据低温、高盐和干旱等非生物胁迫下CoSWEETs的表达模式挖掘出CoSWEET1、CoSWEET2、CoSWEET17 等响应油茶低温、干旱或高盐胁迫的基因.[结论]CoSWEET基因的表达受到多种激素及转录因子调控,并在油茶种子发育与逆境胁迫响应中发挥重要作用.

[目的]果实酚类物质类别、含量是与橄榄营养及风味密切相关的重要品质性状,探究橄榄酚类物质生物合成的分子调控机制.[方法]以总酚含量差异显著的橄榄(低酚/高酚)为试材,分别取花后 80-160 d的果实进行转录组分析,对莽草酸-水解单宁/苯丙烷-类黄酮生物合成通路差异基因进行表征,并对差异表达基因进行WGCNA分析,从中挖掘与酚类代谢途径相关的转录因子.[结果]转录组测序共获得 296 314 条Unigene,其中 73%的Unigene被注释到数据库;4 个品种(系)橄榄成熟果共鉴定到 1 628 个差异表达基因(DEGs),KEGG分析显示,DEGs在酚类代谢途径的"类黄酮生物合成"通路上显著富集;进一步对果实成熟过程莽草酸-水解单宁/苯丙烷-类黄酮生物合成途径的DEGs进行表征,结合WGCNA分析中每个模块与性状的R2 和P值,筛选到 4 个关键模块,根据模块内基因的调控关系利用MCC拓扑分析法以度值≥1 挖掘模块内关键转录因子,挖掘到 137 个转录因子Unigene与 30 个酚类合成结构基因Unigene共表达,转录因子Unigene功能注释来自 35 个基因家族,最多的为锌指蛋白(C2C2、C3H、C2H2、PHD),其次为B3、HB、MYB、NAC基因家族.[结论]从转录组角度初步解析了橄榄鲜食品质在酚类代谢途径的差异,同时挖掘了调控酚类代谢的差异基因,对进一步探究橄榄鲜食品质差异的分子机制提供了重要依据.

花青素是一种广泛存在于植物中的水溶性色素,在植物抗逆和预防人类慢性疾病中起着重要作用.花青素生物合成过程在模式植物中的研究较为清晰,其过程主要受多种结构基因编码的酶类及转录调控因子(MYB、bHLH和WD40蛋白)控制.此外,LBD基因家族中的LBD37、LBD38和LBD39基因对花青素的生物合成起负调控作用,micro RNA和环境因子对花青素的生物合成过程也起到了调控作用.同时,茉莉酸、赤霉素和脱落酸等植物激素也参与了花青素的生物合成调控过程.近年来,随着人们对植物花青素研究不断深入,越来越多的研究结果揭示花青素合成途径的分子调控机制在不同种植物中存在很大的差异性和复杂性.该文对植物花青素的合成途径、相关酶和各种调控因子进行了综述,并概述了植物花青素合成代谢中基因突变与花色变异的关系,旨在为今后深入研究花青素的分子调控机制,解析其遗传规律以及利用基因工程开展作物遗传改良等方面提供理论依据.

MYB转录因子家族参与植物生长发育及对环境胁迫的应答等过程.该实验基于小桐子基因组数据库,对MYB基因家族进行鉴定,克隆了小桐子JcMYB308基因,并对其功能结构域、系统进化、基因结构及低温表达特性进行了分析.结果表明,小桐子全基因组共鉴定到213个MYB基因家族成员,聚类为6个亚家族.克隆的JcMYB308基因片段长度为713 bp,基因结构具有较高的保守性,均含有两个外显子,进化树显示其与同属大戟科的蓖麻亲缘关系最近,序列一致性为62.7％.qRT-PCR表达分析表明,小桐子JcMYB308基因的表达存在组织表达特异性,在根中表达量较高,而在叶片中表达量相对较低,在根与茎中低温胁迫24 h时达到最大表达量.

萝卜硫苷是十字花科蔬菜中一种重要的次级代谢产物, 其水解产物萝卜硫素对人体有明显的抗氧化和防癌抗癌功效.在十字花科蔬菜中萝卜硫素的前体物质萝卜硫苷的合成阶段分为:氨基酸侧链的延长、核心结构的形成、侧链的次级修饰;萝卜硫苷经由黑芥子酶水解成萝卜硫素.该文综述了萝卜硫苷合成及调控相关基因 (BCAT、MAM、CYP79/CYP83、AOP和MYB基因家族) 的研究进展, 及外源物质如:Na Cl、肥料 (硫、氮、硒)、植物激素 (茉莉酸甲酯、油菜素内酯、生长素)、氨基酸等对萝卜硫素合成代谢途径的影响, 为萝卜硫素合成代谢途径从基因表达方面进行深入研究奠定理论基础.

为了解龙眼漆酶 (DlLAC) 家族的生物学功能, 采用生物信息学分析方法进行龙眼基因组LAC基因成员鉴定, 蛋白结构域及特性、启动子顺式作用元件、分子进化树分析、体胚发生过程和组织器官特异表达的FPKM分析以及可能互作的mi RNA预测.结果显示:DlLAC家族基因包含42个基因成员, 分为7大类;基因家族成员内含子数量1-8个不等, 以5个为主, 其中DlLAC15-1中存在600 bp短串联重复序列;DlLAC蛋白结构域共存在5种类型, 均属于铜蓝蛋白, 以3个铜蓝氧化酶结构域为主;DlLAC蛋白均为分泌型蛋白, 亚细胞定位预测在胞外, 包含2个以上糖基化位点, 具有多个保守的motif;5端调控序列预测分析, DlLAC可能具有多个转录起始位点;DlLACp启动子序列均包含大量非生物胁迫应激响应元件、胚乳特异表达元件及MYB结合位点, 推测MYB可能通过DlLAC进而调控龙眼胚胎发育.DlLAC9-1p、DlLAC12p、DlLAC17-2p含黄酮类化合物合成调控的MYB结合位点, 可能参与龙眼生长发育过程中种子成熟和果皮成色的色素合成途径;DlLAC家族成员可能参与不同体胚发育过程和不同组织器官形态建成.42个龙眼漆酶成员共有28个受miRNA调控, 13个成员受miR397调控, 可能与木质素合成相关, 8个成员受miR1535调控.非miR397调控的成员可能发挥其他重要的生物学功能.本研究表明, DlLAC家族成员在龙眼生长发育过程中除了参与木质素合成以外, 还可能参与胚胎发育、胚乳发育、色素合成、组织器官特异表达等重要生物学功能, 表现其功能上的多样性.

以东方百合‘索邦’(Lilium oriental hybrid‘ Sorbonne’)为材料,克隆获得花青素苷生物合成通路中的关键转录因子LhsorMYB 12基因.序列分析结果显示,LhsorMYB 12最大开放阅读框长720 bp,编码239个氨基酸,具有2个典型的DNA结合结构域:该基因包括3个外显子和2个内含子.该基因的氨基酸序列与郁金香(Tulipa fosteriana W.Irving)中的MYB氨基酸序列相似性最高.系统进化分析结果表明,LhsorMYB12在MYB基因家族中与已报道的控制花青素苷合成的基因形成一簇.进一步采用染色体步移技术,获得了LhsorMYB12基因起始密码子上游2143 bp的启动子序列,顺式作用元件预测结果显示,该序列中除核心启动子元件(TATAbox)外,还包含有MYB蛋白的绑定位点、光反应元件以及参与昼夜节律等反应的相关元件.基因表达分析结果表明,LhsorMYB12仅在‘索邦’花丝、花柱和花被片中表达:且在花蕾发育过程中表达量逐渐增高,花蕾盛开时表达量最大,但内、外花被的表达起始阶段不同.黑暗处理可导致LhsorMYB12表达水平降低;光照条件下该基因的表达水平随处理时间的延长表现出先上升后下降再持续上升的趋势.研究结果提示LhsorMYB12的表达变化规律可能与其启动子中相应的顺式作用元件相关.