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]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.

[目的]通过构建白菜种子的cDNA文库,筛选WDR 40 蛋白TRANSPARENT TESTA GLABRA 1(TTG1)的互作蛋白,探究TTG1 参与MBW三元复合体调控种皮原花青素形成的分子机制.[方法]以棕籽白菜自交系'B147'的种子为材料,提取总RNA并建立cDNA文库,通过gateway技术构建诱饵载体pGBKT7-TTG1 并进行酵母双杂交筛库.[结果]酵母文库库容为1.2×107 CFU,文库滴度是 5.0×107 CFU/mL,插入片段平均长度大于 1000 bp,诱饵载体在酵母中无自激活活性.通过构建的诱饵载体pGBKT7-TTG1 与构建的cDNA文库杂交,共获得了 38 个阳性互作蛋白,功能预测显示其中一个蛋白注释为MYB转录因子,注释为MYB73,序列分析结果显示该基因含有R2R3-MYB型抑制子保守基序C1 和C2,推测该基因为白菜中参与种皮颜色形成的R2R3-MYB型抑制子,暗示着白菜中可能存在不同MYB转录因子参与的调控网络,影响着原花青素的形成.[结论]本研究构建了白菜种子组织的酵母双杂交cDNA文库,获得了 38 个TTG1 阳性互作蛋白,首次挖掘到了可能影响白菜种皮颜色原花青素形成的R2R3-MYB型抑制子MYB73,为后期探究白菜种皮原花青素的调控网络奠定良好的基础.

[目的]MYB家族成员在植物生长发育、生物胁迫和非生物胁迫等方面发挥重要调控作用,然而,小麦MYB转录因子在重金属镉(Cd)胁迫中的生物学功能研究较少.挖掘小麦Cd胁迫应答相关基因,阐明其在Cd胁迫中的生物学功能,为耐/低Cd小麦品种的选育奠定基础.[方法]构建Cd胁迫小麦根系酵母cDNA文库,筛选获得Cd胁迫应答基因,利用荧光定量PCR技术检测Cd胁迫条件下小麦不同组织中Cd胁迫应答基因的相对表达量;利用病毒诱导的基因沉默对该基因进行功能验证,检测对照和沉默植株的Cd含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活力等生理生化指标.此外,对Cd胁迫应答基因及其在小麦和其他物种中的同源基因进行生物信息学分析(系统进化关系、序列特征和表达谱).[结果]Cd胁迫主要抑制小麦根系发育,在添加 0.002 mol/L Cd的酵母培养基上筛选Cd胁迫小麦根系酵母cDNA文库获得 18 个耐Cd转化子,其中 5 个转化子编码TaMYB1 蛋白,转化TaMYB1酵母菌株在高Cd培养基中生长良好,而对照则明显受到抑制.RT-qPCR结果表明,TaMYB1在小麦幼苗中响应Cd胁迫.与对照相比,TaMYB1沉默植株中TaMYB1表达量明显下降,且根系和叶片Cd含量显著低于对照植株,叶绿素含量、SOD、POD活性高于对照植株,MDA含量则低于对照植株.同时,生物信息学分析发现,TaMYB1 属于 1R-MYB家族成员,具有高度保守的MYB和CC结构域,其包含 7 个外显子和 6 个内含子,在拔节期中期的花序和成熟期的花序表达最高,在灌浆前期种子和灌浆中后期种子中表达量最低.[结论]TaMYB1 在小麦响应Cd胁迫应答中发挥重要作用.

MYB转录因子在植物花青素生物合成过程中发挥主要调控作用.为探究MYB转录因子在葡萄风信子(Muscari spp.)蓝色花色形成中的作用,研究以葡萄风信子'亚美尼亚'为试验材料,基于课题组前期转录组数据库深度挖掘,经本地Blast比对分析,采用RT-PCR方法克隆获得1个R2R3-MYB基因,命名为MaMYB114(Gen-Bank登录号:OQ615377),对其进行生物信息学分析和异源转化烟草功能验证.结果表明,(1)MaMYB114开放阅读框全长为714 bp,编码237个氨基酸;MaMYB114蛋白含有R2R3保守结构域,属于R2R3-MYB家族AN2亚家族.(2)亚细胞定位及转录自激活结果显示基因定位于细胞核,且具有转录自激活活性,符合转录因子一般特征.(3)实时荧光定量分析显示MaMYB114基因主要在花中高表达,表达模式具有组织特异性.结合不同时期花青苷含量变化模式,发现MaMYB114在着色期花青素含量高的花蕾中高表达,表明MaMYB114可能参与了葡萄风信子花青苷合成过程.(4)过表达MaMYB114促进烟草花青苷积累,表明MaMYB114正向调控花青素合成.本研究表明,MaMYB114基因可能是参与葡萄风信子蓝色花色形成的重要调控基因.

[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.

MYB 是一类常见的转录因子,广泛参与植物花青素生物合成的调控.为探究 MYB转录因子在甜荞花青素生物合成中的调控作用,该研究从甜荞品种红花甜荞和北早生的转录组学数据中筛选并克隆出一个和花青素生物合成相关的MYB基因,将其命名为 FeR2R3-MYB,GenBank 登录号为 MT151381.1,并对该序列进行生物信息学分析,以及利用 qRT-PCR 分析FeR2R3-MYB基因在北早生和红花甜荞中的表达特征.结果表明:(1)FeR2R3-MYB基因全长 831 bp,编码 276 个氨基酸,蛋白的相对分子质量为 30.95 kD,理论等电点(pI)为 8.73,蛋白的不稳定指数为 69.64,属于不稳定蛋白,总疏水值为-0.679,整条肽链呈现亲水特性.(2)FeR2R3-MYB 具有典型的 R2R3-MYB 结构域,属于 R2R3-MYB 亚家族.(3)FeR2R3-MYB 与同属蓼科的苦荞麦和虎杖亲缘关系比较近.(4)FeR2R3-MYB 的启动子序列共含有 9 个光照响应元件、12 个转录因子结合位点、4 个非生物响应元件和 2 个激素响应元件.(5)亚细胞定位发现 FeR2R3-MYB 只在细胞核中表达.(6)FeR2R3-MYB 基因的表达量在叶片和花序中红花甜荞均高于北早生,推测 FeR2R3-MYB 基因可以正向调节甜荞花青素生物合成.综上所述,该研究结果为进一步深化 FeR2R3-MYB 基因在甜荞花青素生物合成途径中的功能及表达调控方面的研究提供了理论基础.

MYB是植物中最大的转录因子家族之一,其中R3-MYB转录因子RADIALIS(RAD)在金鱼草(Antirrhinum majus)花发育过程中具有十分重要的作用.本研究对金鱼草基因组进行分析,发现1个与RAD结构相似的R3-MYB基因,将其命名为Am RADIALIS-like 1(Am RADL1).进一步通过生物信息学预测基因功能,利用q RT-PCR分析Am RADL1在野生型金鱼草不同组织器官中的相对表达量,对过表达Am RADL1的转基因金鱼草进行形态学观察和组织学染色分析.结果表明,Am RADL1基因开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为306 bp,编码101个氨基酸,具有典型的SANT结构域,C末端含有CREB motif,与番茄(Solanum lycopersicum)Sl FSM1同源性较高.q RT-PCR结果表明,Am RADL1在根、茎、叶和花中均有表达,其中在花中表达量较高;进一步分析其在不同花器官中的表达量差异,发现Am RADL1在心皮中表达最高.转基因金鱼草植株的组织学染色分析结果显示,与野生型相比,转基因植株的心皮细胞大小没有明显的变化,但心皮中胎座区域变小,细胞数目减少.综上所述,Am RADL1可能参与调控心皮发育,但在心皮中的具体作用机制还有待进一步研究.

MYB类转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,在植物的初生与次生代谢、细胞命运、生长发育及在生物与非生物胁迫应答中具有重要的作用.本研究以中间锦鸡儿为实验材料利用PCR技术分别以cDNA与gDNA为模板对CiMY B31基因进行了克隆.研究测序表明:CiMYB31基因的开放阅读框(ORF)为969 bp,编码323个氨基酸,其基因组DNA序列长度为1 724 bp,包含3个外显子与2个内含子.生物信息学分析显示:CiMYB31所编码蛋白的N端包含2个MYB结构域(14～64 aa和67～115 aa),属于R2R3-MYB类蛋白.预测该蛋白分子量为36.32kD,等电点为5.6,蛋白整体上是亲水性的.利用染色体步移技术克隆CiMY B31基因启动子序列,得到902 bp ATG上游序列.分析显示启动子序列中包含一些非生物胁迫相关的顺式作用元件,如干旱响应元件(MBS)与低温响应元件(LTR).利用实时荧光定量PCR技术对CiMYB31基因的表达进行分析,发现该基因受到低温的诱导.上述研究表明CiMYB31基因可能在中间锦鸡儿对非生物胁迫的响应过程中起作用.

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus (Maxim) Cheng.f)是中国西北荒漠区唯一的常绿阔叶灌木,具有很强的抗寒和抗旱等耐逆特性.本研究以蒙古沙冬青为研究材料,从中分离到1个编码MYB类转录因子基因,命名为AmMYB-like.该序列长度为1 678 bp,含有一个由1 557 bp组成的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码518个氨基酸,具有R2和R3保守结构域,属于R2R3-MYB转录因子.荧光定量PCR分析结果表明,AmMYB-like在叶片中主要参与干旱胁迫应答,在根中主要参与低温及机械胁迫应答.构建了pPZP212-AmMYB-like植物表达载体,为进一步研究AmMYB-like的功能奠定了基础.