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.

绣球茜(Dunnia sinensis)是我国广东特有的、国家二级珍稀濒危植物,有明显脉纹的白色变态花萼裂片,具有良好的观赏价值,但目前尚未有其基因组信息.为研究绣球茜花萼发育的分子调控机制,挖掘相关的功能基因,对其萼片、果实、叶片及花瓣进行RNA-seq和差异基因表达分析,以期筛选萼片特异表达基因或信号途径.结果表明,与叶片相比,萼片差异表达的基因有3 972个,主要富集于代谢途径、次生代谢生物合成、光合作用、苯丙类生物合成等途径.与花瓣相比,萼片差异表达的基因有9 680 个(上调3 616 个,下调6 024个,FC>2),主要富集于植物激素、苯丙类生物合成、植物与病原互作、次生代谢生物合成等途径.与果实相比,萼片差异表达的基因有4 655个(上调1 827个,下调2 828个,FC>2),富集的途径和参与调控途径近似于花瓣的转录组.聚类分析表明,参与萼片发育且特异高表达的转录因子主要有3类:ERFs、MYBs和WRKYs,其中MYB家族的DsTMYB3 可能参与萼片的颜色调控.组织的高表达基因分析表明,UBI11 启动子在各组织中广泛表达,而CSLG2启动子等特异在花萼高表达,这些基因的启动子将作为遗传工具驱动目的基因组成型表达或特异表达于花萼.通过分析绣球茜花萼和其他组织的差异表达基因,获得了可能参与萼片颜色调节的相关转录因子和启动子,这将为绣球茜的遗传转化和功能研究提供基础.

为揭示赤皮青冈叶色黄化变异机制,该研究以赤皮青冈叶色变异植株和正常植株的叶片为试验材料,采用超高效液相色谱串联质谱法和高通量RNA测序技术分别进行代谢组和转录组分析.结果表明:(1)代谢组在正离子(POS)、负离子(NEG)模式下分别检测出正常植株和突变体之间存在 257 个和 357 个显著差异代谢物(SCMs),其中槲皮素、白矢车菊素、杨梅素等多种黄酮类化合物及其糖苷衍生物(吡喃酮啡肽A、异鼠李素 3-葡糖苷酸等)在突变体中显著上调,而叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等色素含量则显著下降.(2)转录组测序检测出 4 146 个差异表达基因(DEGs),其中 1 711 个基因上调表达,2 435 个基因下调表达.(3)KEGG富集分析表明,SCMs和DEGs显著富集到光合作用、卟啉与叶绿素代谢、类黄酮生物合成等途径.综上表明,突变体叶色黄化可能是受到叶绿素合成受阻、叶绿体发育异常及黄酮物质合成增加等因素的综合影响.此外,MYB和bHLH家族基因在突变体中显著上调,证实该两类转录因子参与调控类黄酮生物合成.该研究结果为植物黄化突变的分子机制研究提供了新的见解,也为叶色功能基因挖掘与园林植物育种工作提供了参考.

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.

MYB作为植物中最大的多功能转录因子(transcription factors,TFs)家族之一,在基因转录水平上广泛地参与调控植物生长发育、激素信号转导及逆境胁迫应答等过程.该类转录因子N端含有典型的MYB结构域,根据MYB结构域中R重复序列的数量分为不同的亚组;而C端结构域差异较大,因此功能上具有多样性.大量研究表明,在受到外界环境信号的激活后,MYB可单独或通过和其他蛋白互作后,与下游靶基因启动子区域的顺式作用元件MYBCORE和AC-box结合,参与调控下游胁迫应答相关基因的表达,从而调节植物对逆境胁迫的耐受性.另外,MYB也通过参与脱落酸(abscisic acid,ABA)、油菜素内酯(brassinolide,BR)、茉莉酸(jasmonic acid,JA)和活性氧(reactive oxygen species,ROS)等信号通路的方式,对非生物胁迫以及生物胁迫做出应答反应.论文对植物MYB家族的结构与分类及其作用方式进行了归纳,重点对植物MYB参与调控响应盐、干旱、极端温度、营养亏缺、重金属以及病原菌等非生物和生物逆境胁迫的作用机制进行了综述,并对未来重点研究方向提出了展望,为今后农作物的抗逆性遗传改良和生物育种提供优异基因资源和理论支持.

[目的]为了探究草珊瑚[Sarcandra glabra(thunb)nakai]不同器官中内源激素对类胡萝卜素差异积累的可能调控机制.[方法]通过代谢组学方法分析草珊瑚中内源激素和类胡萝卜素代谢物在不同器官间的差异分布情况,结合转录组学技术挖掘草珊瑚类胡萝卜素相关差异酶基因,进一步预测参与调控差异酶基因的转录因子及其激素相关顺式响应元件,从而分析内源激素对类胡萝卜素差异积累的可能调控作用.[结果]吲哚-3-羧酸(indole-3-carboxylic acid)、反式茉莉酸[(-)-jasmonic acid]、二氢茉莉酮酸甲酯(ethyl dihydrojasmonate)、油菜素甾酮(castasterone)、油菜素内酯(brassinolide)等 7 种内源激素在叶中的含量更高,与角黄素(canthaxanthin)、海胆酮(echinenone)、新黄质(neoxanthin)和念珠藻黄素(nostoxanthin)等 8 种差异代谢物等富集部位一致;而脱落酸(abscisic acid,ABA)、赤霉素 4,5-甲氧基水杨酸(gibberellin 4,5-methoxysalicylic acid)、二氢茉莉酸(dihydrojasmonic acid)和 5,6-二羟基吲哚(5,6-dihydroxyindole)在根中的含量更高,与脱落酸醛(abscisic aldehyde)、4,4'-二聚戊烯(4,4'-aiapolycopenedial)、花药黄质(antheraxanthin)这 3 种差异代谢物富集部位一致;关键转录因子MYB106、SPL1、NAC015、ERF064、WRKY44、BHLH116 可通过响应AUX、SA、GA、ABA、Me_JA等植物激素的刺激,参与调控类胡萝卜素合成途径的DXS、VDE、ABA2、AOG、ZEP、CYP97C1、DWARF27、CRTISO、LCYB、PSY这 10 种代谢酶的表达.实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果表明,随机选取的 8 个差异基因表达趋势与转录组测序结果一致.[结论]筛选出草珊瑚叶和根与类胡萝卜素相关的 15 种差异内源激素与 11 种差异代谢物,预测了 6 种转录因子参与调控 10 种代谢酶.

为探究湘蕾型和野生型灰毡毛忍冬黄酮类成分差异积累的分子调控机制,该研究以灰毡毛忍冬 2 个品种花、茎和叶为材料,采用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)技术和高通量转录组测序(RNA-seq)技术进行代谢组学和转录组学联合分析,筛选黄酮类差异代谢物、关键差异表达基因及相应转录因子,并随机挑选其中 14 条差异表达基因进行qRT-PCR验证.结果表明,代谢组学分析共筛选出黄酮类化合物生物合成相关途径差异代谢物 17 个,包括柚皮苷查尔酮、芹菜素、槲皮苷等;转录组学分析共筛选出黄酮类化合物生物合成相关途径差异表达基因19条,包括2条CHS、3条CHI等;调控网络分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选出调节黄酮类成分积累的关键酶基因CHS1、FLS1和HCT;同时发现MYB12和LBD4 这2个转录因子可能通过调控关键酶基因CHS1、FLS1和HCT的表达来调控黄酮类成分的生物合成;qRT-PCR结果显示,随机选取的 14 个差异表达基因的表达模式与RNA-seq结果基本一致.该研究初步解析了2个品种灰毡毛忍冬黄酮类成分差异积累的转录调控机制,为进一步阐明其中关键酶基因及相应转录因子对灰毡毛忍冬黄酮类成分积累的调控作用奠定基础.

[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.

绿原酸(chlorogenic acid,CGA)是一类重要的酚酸类次生代谢物质,广泛存在于植物界中.绿原酸在植物的生长发育、抵御生物与非生物胁迫等方面扮演着重要的角色.另外,它还具有多种生物活性和药理功能,在抗炎、抗菌和降血糖等方面具有重要的应用潜力.然而,植物中绿原酸的含量通常很低,严重制约着其开发利用价值.因此,如何有效提高植物体中绿原酸的含量显得尤为重要.近年来,众多研究者通过基因工程、逆境胁迫及激素处理等手段在提高植株体内绿原酸含量方面取得了重要进展.在此基础上,研究者们对绿原酸的生物合成及其分子机制研究也开启了新的探索,以期为提高植物中体内绿原酸含量提供新的思路.鉴于此,本文对绿原酸的结构与功能、生物合成以及调控等相关研究进展进行了综述,系统分析了绿原酸合成途径中关键限速酶如苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)、肉桂酸-4-羟化酶(cinnamic acid 4-hydroxylase,C4H)和 4-香豆酸-辅酶A连接酶(4-coumarate-CoA ligase,4CL)等对绿原酸合成的影响;并进一步阐述了MYB、WRKY和bHLH等转录因子调控绿原酸生物合成的作用机制.与此同时,系统归纳总结了生物胁迫、非生物胁迫、植物激素以及光质和光周期等外源因素对植株体内绿原酸含量及其合成调控的影响,并介绍了绿原酸在改善动物健康和人体健康中的作用机理.最后,对绿原酸研究中尚未解决的问题和未来研究方向进行了分析和展望,旨在为绿原酸的合理开发利用以及提高作物抗逆性方面提供有益的参考.

[背景]V-myb禽成髓细胞瘤病毒癌基因同源物(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)转录因子广泛存在于真菌中,在真菌的胁迫响应与致病性中发挥重要功能.枝孢菌(Cladosporium sp.)作为一类对锈菌有重寄生作用的真菌,具有极高的生防潜力,然而有关其MYB转录因子尚未见报道,对其MYB家族转录因子进行鉴定和表达分析,有助于理解枝孢菌在重寄生过程中发挥的作用.[目的]了解重寄生枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)SYC63 菌株中MYB转录因子家族种类数目及在重寄生过程中发挥的作用.[方法]利用生物信息学方法对其基本特性进行预测,并结合锈孢子诱导下的表达情况进行分析.[结果]枝孢菌SYC63 中包含 22 个MYB 转录因子家族基因,所有MYB转录因子均含有SANT结构域,分子量为 28.26-239.05 kDa,等电点(isoelectric point,pI)为 4.57-10.15,均为亲水蛋白;大多定位在细胞核,共有 1R-MYB和 2R-MYB两类,均含有响应病原菌的启动子结合位点.经锈孢子诱导后,大多SycMYBs下调表达,只有 6 个基因上调表达,筛选出 8 个表达量或差异倍数较高的基因进行 RT-qPCR,验证结果显示不同时间处理下出现不同的表达变化趋势,其中 SycMYB6 基因在侵染过程的表达水平持续升高.[结论]MYB 转录因子可能在枝孢菌 SYC63 重寄生过程的初期发挥响应侵染和抗逆的作用,这为深入探究MYB转录因子在真菌中发挥的作用和枝孢菌重寄生机制提供理论依据.