滇牡丹MYB家族成员鉴定及PdMYB2的功能验证

[目的]研究MYB转录因子家族在滇牡丹黄色花花色变黄过程中的重要作用,为牡丹花色改良和分子育种提供候选基因。[方法]本研究基于滇牡丹花瓣的转录组数据,对滇牡丹MYB家族进行了成员鉴定及分类。依据系统进化树、同源序列比对、基因差异表达筛选到候选基因PdMYB2,利用亚细胞定位、实时荧光定量PCR、转基因烟草及液相色谱等方法对PdMYB2进行功能验证。[结果]在滇牡丹转录组中共鉴定到64个MYB基因家族成员,分别为R2R3-MYB成员25个,R1R2R3-MYB 1个,4R-MYB 2个,MYB-related 36个。筛选到1个R2R3-MYB转录因子PdMYB2,定位在细胞核和细胞质中,在烟草中过表达PdMYB2会引起烟草花青素积累量的增加,在花瓣中与花青素相关的结构基因NtCHS和NtCHI的表达量均上调。[结论]MYB转录因子家族中的Pd MYB2在类黄酮合成途径中具有正调控作用,可以促进花青素的积累,提高类黄酮途径上结构基因的表达量。

滇牡丹花瓣着色过程中类胡萝卜素成分变化和相关基因表达分析

滇牡丹(Paeonia delavayi)中的黄色花类群是十分重要的育种资源。为厘清其花瓣着色过程中类胡萝卜素成分及含量变化,以花发育过程中4个时期的花瓣为材料进行类胡萝卜素定性及定量分析,并对类胡萝卜素生物合成途径中的关键结构基因PdPSY、PdZDS、PdLCYB、PdCHY、PdNXS、PdCRISTO、PdCHYB和降解途径中关键结构基因PdCCD的转录水平进行实时荧光定量PCR分析。首次在滇牡丹花瓣中鉴定出14种类胡萝卜素类物质,分别是α–胡萝卜素、花药黄质、番茄红素、玉米黄质、紫黄质、γ–胡萝卜素、新黄质、β–胡萝卜素、叶黄素、β–隐黄质、β–阿朴胡萝卜素醛、八氢番茄红素、ε–胡萝卜素和α–隐黄质,其中含量最高的为叶黄素和八氢番茄红素。随着花发育,八氢番茄红素、番茄红素和γ–胡萝卜素的积累量不断上升;α–胡萝卜素、β–胡萝卜素、α–隐黄质、叶黄素、紫黄质、新黄质的积累量则不断下降。荧光定量结果显示PdPSY、PdCRISTO、PdZDS、PdLCYB和PdCCD表达量呈上升趋势,PdCHYE、PdCHYB和PdNXS表达量呈下降趋势,其中PdCHYB和PdNXS在透色期开始表达量明显降低;PdCHYE持续降低,该趋势与色素含量变化基本一致。