绿萼凤仙花MYB4的克隆及表达分析

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)是调控植物木质素合成的转录因子之一。为探讨绿萼凤仙花木质素合成调控的分子机制,本试验克隆了绿萼凤仙花MYB4基因,对其进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析其表达模式。结果表明:(1)成功克隆到绿萼凤仙花MYB4基因的3个片段,其cDNA全长分别为666、888、771 bp,编码221、295、256 aa,命名为IcMYB4-1、IcMYB4-2和IcMYB4-3。(2)3个IcMYB4基因都含有MYB家族的DNA结合结构域(R2和R3)以及抑制型的保守基序EAR,其氨基酸序列与其他物种具有较高的相似性,同源性达62%左右。IcMYB4-1和IcMYB4-2氨基酸处于一个分支,推测其为直系同源关系;IcMYB4-3与前两者分属两个分支,推测其为旁系同源关系。(3)qRT-PCR结果表明,3个IcMYB4基因在绿萼凤仙花的不同部位均有表达,其中IcMYB4-1在绿萼凤仙花不同部位的表达均为最低,以根部表达量最高;IcMYB4-2和IcMYB4-3基因在绿萼凤仙花的根、茎和叶中的表达量依次升高,推测其对绿萼凤仙花木质素合成起负调控作用。综上所述,IcMYB4基因在绿萼凤仙花不同部位的作用机理存在一定差异,但均在绿萼凤仙花的木质素合成调控中发挥了重要作用。该结果为增加凤仙花的木质化程度以及品种改良提供了基础数据。

绿萼凤仙花和滇水金凤MYB61基因克隆及表达分析

低等植物向高等植物进化过程中,植物的木质化是适应陆地环境的关键,而木质素在细胞壁上沉积是木质化的一个重要表现,MYB61在木质素合成途径中发挥着重要作用。为探讨其在绿萼凤仙花和滇水金凤木质素合成过程中的分子机理,本研究通过RT-PCR技术成功克隆绿萼凤仙花和滇水金凤的MYB61基因,并将其分别命名为IcMYB61和IuMYB61;其cDNA全长分别为1035 bp和1002 bp,分别编码344 aa和333 aa;IcMYB61和IuMYB61均含有一段内含子,分别为84 bp和66 bp。理化性质分析推测IcMYB61和IuMYB61均为不稳定亲水蛋白。蛋白结构域分析显示,IcMYB61和IuMYB61均含有2个典型的SANT保守域;与其他物种MYB61基因的氨基酸序列比对发现,在N端均具有高度保守的R2和R3区域,推测其为R2R3-MYB类基因。系统进化分析表明,IcMYB61和IuMYB61基因与喜马拉雅凤仙花聚为一支,证实同一属的亲缘关系更近。荧光定量分析表明:IcMYB61和IuMYB61在2个时期的3个不同部位均有表达,且均在根部的表达量最低;在绿萼凤仙花中,IcMYB61基因在幼苗期的叶中表达量最高,成熟期时,在茎中表达量最高;在滇水金凤中,IuMYB61基因在2个时期的茎中的表达量均最高。通过测定2个物种茎和叶的木质素总量发现,其均在茎中的木质素含量最高,与MYB61的表达趋势一致;推测MYB61主要在绿萼凤仙花和滇水金凤的茎调控木质素的生物合成。该研究结果为探究MYB61基因对凤仙花木质素合成调控机制及新品种培育提供一定的基础数据和科学依据。