苹果PRE6-like基因的克隆及在花青素合成中的功能分析

【目的】通过验证苹果非典型成员多效唑抗性蛋白基因(PRE6-like)的功能,探索其在花青素生物合成中的调控作用。【方法】基于俄矮2号芽变枝条果皮转录组测序结果,筛选获得花青素合成相关调节基因MdPRE6-like,对其进行生物信息学分析,克隆CDS并构建过表达载体,瞬时表达金冠苹果果实,遗传转化苹果愈伤和拟南芥进行功能验证。【结果】MdPRE6-like cDNA全长279 bp,编码92个氨基酸,相对分子质量10450.75 Da,理论等电点(pI)为6.41,含有HLH结构域,亚细胞定位预测结果为细胞核。组织特异性表达分析表明,MdPRE6-like基因在花、果皮中的表达量显著高于根和叶。瞬时表达金冠苹果表明,MdPRE6-like显著促进了金冠苹果果皮注射部位花青素的积累,并显著提高了花青素合成通路相关结构基因的表达水平。MdPRE6-like基因在苹果愈伤组织和拟南芥过表达表明,转基因苹果愈伤组织和拟南芥叶脉中的花青素含量显著高于野生型,且花青素合成通路结构基因表达水平上调。【结论】MdPRE6-like基因能够正向调控花青素的合成和积累,为后续MdPRE6-like基因参与改良苹果果实品质提供理论参考。