發(fā)布時間：2018-03-19 17:29

  本文選題：柑橘　切入點：MYB　出處：《華中農業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：柑橘是世界上最重要的果樹之一,富含種類豐富的苯丙烷類化合物。苯丙烷類化合物作為植物中重要的次生代謝類物質,在柑橘果實品質的形成及對逆境的抵御等方面都起到了重要作用。苯丙烷類化合物的代謝調控機制研究是有效利用此類化合物的基礎,而目前柑橘中苯丙烷類化合物代謝調控的研究仍非常之少,這也一定程度上限制了柑橘中相關遺傳改良工作的開展。MYB轉錄因子是植物中最大的轉錄因子家族之一,參與了植物中眾多生物學過程的調控,MYB轉錄因子調控植物苯丙烷代謝的相關功能在多種植物中已有廣泛的報道。本研究以柑橘中的MYB轉錄因子為切入點,通過生物信息學方法,在全基因組范圍內鑒定了MYB家族各成員的相關信息。并從中挑選出CsMYBF1作為候選基因,對其潛在的調控苯丙烷代謝的相關功能及機制展開了深入研究。主要研究結果如下:1.甜橙基因組范圍內R2R3類型的MYB家族成員分析。從甜橙基因組中共鑒定出100個R2R3類型的MYB轉錄因子,其中有87個基因不均勻地分布在9條染色體上,以2號染色體上分布為最多。甜橙中存在21個片段復制和8個串聯(lián)復制的MYB基因。構建了甜橙與擬南芥中MYB家族成員的進化樹,將甜橙中的100個MYB轉錄因子分為29個亞族,MYB基因的基因結構及保守基序分析進一步證實了分類結果的可靠性。轉錄組數(shù)據(jù)和定量PCR實驗提供了各MYB成員的基因表達信息,結合基因間的進化關系特點,本研究預測了各MYB基因的功能,為后期開展柑橘中MYB基因的功能研究提供了參考。2.CsMYBF1基因的功能鑒定及調控機理研究。從組學分析結果中挑取了可能與黃酮醇類化合物調控相關的CsMYBF1做進一步的功能分析。利用RACE技術克隆得到了CsMYBF1基因全長,進化分析表明CsMYBF1與已報道的黃酮醇調控相關的MYB基因有較近的親緣關系�；虮磉_分析表明,CsMYBF1基因在果皮組織、幼果果肉及新葉中有較高的表達。亞細胞定位分析顯示CsMYBF1定位在細胞核中�？截悢�(shù)分析顯示CsMYBF1基因在多個柑橘類型中均為單拷貝。轉錄激活分析表明CsMYBF1可能需要與其他蛋白形成復合體來行使其轉錄激活的功能。將CsMYBF1基因超量表達轉入番茄,成功得到了轉基因番茄植株。次生代謝產(chǎn)物分析表明,轉基因番茄果實中羥基肉桂酸類化合物含量明顯增加,黃酮醇類物質含量沒有顯著差異。數(shù)字表達譜分析鑒定出了一系列差異表達基因,包括糖酵解途徑、莽草酸途徑及苯丙烷途徑中的多個差異基因。在柑橘愈傷中干涉CsMYBF1基因的表達,顯著降低了愈傷組織中羥基肉桂酸類、黃酮醇類及黃酮類化合物的含量。定量PCR結果表明一系列柑橘中苯丙烷途徑結構基因的表達也明顯降低。在山金柑中干涉CsMYBF1基因的表達也得到了相似的結果。啟動子激活實驗表明,CsMYBF1可以激活番茄和柑橘中苯丙烷途徑上的多個結構基因的啟動子。進一步分析表明,CsMYBF1可以激活柑橘中但不能激活番茄中的CHS基因啟動子;CsMYBF1可以通過作用于MYPLANT順式元件直接激活相應的苯丙烷途徑結構基因啟動子。酵母單雜交與EMSA實驗進一步證實CsMYBF1可以直接與MYBPLANT順式元件結合。本研究還篩選鑒定到甘油處理可以通過誘導CsMYBF1的表達來調控苯丙烷代謝物的積累。本研究初步建立起了CsMYBF1基因的上下游調控網(wǎng)絡,明確了CsMYBF1調控柑橘中羥基肉桂酸和黃酮醇類物質代謝的功能。在番茄中超量表達CsMYBF1不能誘導黃酮醇的積累,可能是由于番茄中CHS基因的啟動子不被CsMYBF1激活導致的,而啟動子中MYBPLANT元件的序列差異可能是其中的一個重要原因。
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【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S666.4

【參考文獻】

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1 劉蕾;杜海;唐曉鳳;吳燕民;黃玉碧;唐益雄;;MYB轉錄因子在植物抗逆脅迫中的作用及其分子機理[J];遺傳;2008年10期

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本文編號：1635283