茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB克隆及表达分析
本文关键词: 萼片 花色苷 DFR MYB 基因表达 茄 出处:《中国农业科学》2017年14期 论文类型:期刊论文
【摘要】:【目的】花色苷是一类通过类黄酮途径合成的水溶性次生代谢产物,既能使植物的不同器官呈现红、紫、蓝等颜色,还有利于人体健康。紫茄富含花色苷,但是有关茄萼花色苷生物合成的分子机制还不是很清楚。本研究旨在通过克隆茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB,测定其在不同发育时期不同颜色茄萼中的表达量,探究DFR和MYB在茄萼花色苷合成中的作用。【方法】选用绿萼和紫萼长茄(Solanum melongena L.)果萼为试材,测定不同p H条件下茄萼花色苷含量;通过RACE方法分离克隆DFR和MYB cDNA全长序列,分析DFR和MYB的保守结构域及序列特征;分别对DFR和MYB及其同源蛋白序列进行系统进化分析,构建系统进化树来进一步分析鉴定基因;使用Ex PASy网站提供的在线分析软件SOPMA预测蛋白质二级结构;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在不同发育阶段果萼中的表达情况。【结果】从绿萼和紫萼长茄果萼中克隆了DFR和MYB片段,分别命名为ouSmDFR、dongSmDFR和ouSmMYB、dongSmMYB,Gen Bank登录号分别为:KX224250、KX224251和KX224253、KX224254。ouSmDFR和dongSmDFR全长分别为1 285 bp和1 249 bp,开放阅读框为858 bp和864 bp,分别编码285个和287个氨基酸;ouSmMYB和dongSmMYB全长分别为969 bp和959 bp,开放阅读框均为462 bp,编码153个氨基酸。蛋白质二级结构分析表明α-螺旋和无规则卷曲均为两个DFR蛋白和两个MYB蛋白的主要二级结构元件。序列比对表明DFR蛋白具有NADPH结构域(NADPH binding domain)和底物特异性结合结构域(Substrate specific binding domain),属于NADB-Rossmann超基因家族;MYB蛋白属于R2R3-MYB转录因子,具有R2、R3两个MYB结构域和b HLH结合域。ouSmDFR和dongSmDFR与St DFR和Sl DFR具有相对较高的同源性;ouSmMYB和dongSmMYB与Es MYB同源性较高。花色苷含量测定显示,紫萼果茄萼花色苷含量较高且随着果实的发育成熟而逐渐增加;而绿萼茄萼几乎检测不到花色苷。荧光实时定量PCR分析表明,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达量均远高于绿萼长茄;从初蕾期到盛花期,紫萼长茄果萼中DFR和MYB表达量逐渐升高,而绿萼长茄则几乎没有变化,与两个品种茄萼颜色变化相一致。【结论】ouSmDFR和dongSmDFR属于NADB-Rossmann超基因家族,ouSmMYB和dongSmMYB为典型R2R3-MYB转录因子,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达明显高于绿萼长茄。推测DFR和MYB在茄萼呈色中发挥作用,并且参与花色苷生物合成。
[Abstract]:[objective] anthocyanin is a kind of water-soluble secondary metabolites synthesized by flavonoid pathway, which can not only make different organs of plants appear red, purple and blue, but also benefit human health. However, the molecular mechanism of biosynthesis of anthocyanin is not clear. The aim of this study was to clone the genes DFR and MYB related to the biosynthesis of anthocyanin, and to determine the expression of these genes in different color calyx at different developmental stages. To explore the role of DFR and MYB in the synthesis of anthocyanins from eggplant calyx. [methods] Calyx and Solanum melongena L.) were selected as experimental materials to determine the content of anthocyanin in different pH conditions, and the full-length sequences of DFR and MYB cDNA were isolated and cloned by RACE. The conserved domain and sequence characteristics of DFR and MYB were analyzed, and the sequences of DFR and MYB and their homologous proteins were analyzed, respectively, and phylogenetic tree was constructed to further analyze and identify genes. Protein secondary structure was predicted by SOPMA, an online analysis software provided by Ex PASy website. The expression of target gene in Calyx was detected by real-time fluorescence quantitative PCR. [results] DFR and MYB fragments were cloned from green calyx and purple calyx. The full length of SmDFR and dongSmDFR are 1 285 BP and 1 249 BP, respectively. The open reading frame is 858 BP and 864 BP, encoding 285 amino acids, 287 amino acids, 969 BP and 959 BP, respectively, and the full length of open reading frame is 858 BP and 864 BP, respectively. The full length of Bank is 969 BP and 959 BP, respectively. The full length of open reading frame is 858 BP and 864 BP, respectively. The full length of open reading frame is 969 BP and 959 BP, respectively. The length of open reading frame is 858 BP and 864 BP, respectively. The full length of open reading frame is 969 BP and 959 BP, respectively. The full length of open reading frame is 858 BP and 864 BP, respectively. The reading frames were 462bp, encoding 153 amino acids. The analysis of protein secondary structure showed that both 伪 -helix and irregular curl were the main secondary structural elements of two DFR proteins and two MYB proteins. Sequence alignment indicated that DFR protein had NADPH. NADPH binding domain) and substrate specific binding domain substrate specific binding domain belong to NADB-Rossmann supergene family and belong to R2R3-MYB transcription factor. There are two MYB domains, two MYB domains, two MYB domains, two MYB domains, and two binding domains. OuSmDFR and dongSmDFR have relatively high homology with St DFR and SL DFR, and the homology between dongSmMYB and es MYB is relatively high. The anthocyanin content is determined by assays of anthocyanin content. The content of anthocyanin was higher and increased gradually with the fruit maturation, but the anthocyanin was almost not detected in the green calyx. Fluorescence real-time quantitative PCR analysis showed that the expression of MYB and DFR in the long purple calyx was much higher than that in the green calyx. The expression of DFR and MYB increased gradually from the first bud to the full flowering stage, while the expression of MYB in the long purple calyx increased, while the expression of MYB in the long green calyx was almost unchanged. [conclusion] ouSmDFR and dongSmDFR belong to the NADB-Rossmann supergene families, NADB-Rossmann SmMYB and dongSmMYB are the typical transcription factors of R2R3-MYB and MYB. The expression of DFR and MYB in the calyx of long purple calyx is obviously higher than that in the long calyx of green calyx. It is speculated that DFR and MYB play a role in the color of eggplant calyx. And participate in anthocyanin biosynthesis.
【作者单位】: 东北林业大学生命科学学院/林木遗传育种国家重点实验室;黑龙江省农业科学院园艺分院;
【基金】:国家基础科学人才培养基金(J1210053) 中央高校基本科研业务费专项资金(DL12CA10,2572014EA03) 林木遗传育种国家重点实验室创新项目(2013A06,2013B010) 黑龙江省博士后科研启动金(LBH-Q14011)
【分类号】:S641.1
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 许玲;卫培培;张大勇;徐照龙;何晓兰;黄益洪;马鸿翔;邵宏波;;大豆转录因子基因GmMYB111的克隆及功能分析[J];中国农业科学;2015年15期
2 赵佳;刘荣;杨帆;李鑫;刘厚生;严倩;肖月华;;月季花青素苷相关R_2R_3-MYB蛋白基因的克隆和表达分析[J];中国农业科学;2015年07期
3 焦淑珍;刘雅莉;娄倩;姜玲;;葡萄风信子二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)的克隆与表达分析[J];农业生物技术学报;2014年05期
4 朱奇朗;李晓波;肖向文;李雪源;黄先忠;郑巨云;艾先涛;;不同色彩矮牵牛DFR基因的克隆与生物信息学分析[J];生物技术通报;2013年09期
5 赵启明;李范;李萍;;花青素生物合成关键酶的研究进展[J];生物技术通报;2012年12期
6 满玉萍;李刚;刘虹;王彦昌;覃瑞;;‘红阳’猕猴桃MYB基因的克隆与表达[J];华中农业大学学报;2012年06期
7 周惠;文锦芬;邓明华;朱海山;;植物花青素生物合成相关基因研究进展[J];辣椒杂志;2011年04期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 王海竹;曲红云;周婷婷;徐启江;;茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB克隆及表达分析[J];中国农业科学;2017年14期
2 王瑾;唐青海;谷雅静;李晓楠;李羽;王雪雨;姚伦广;阚云超;;猪ELF4基因的克隆、蛋白表达及其多克隆抗体制备[J];畜牧兽医学报;2017年03期
3 杜灵娟;陈凯利;刘雅莉;;葡萄风信子FLS1基因克隆及其表达与花色性状之间的关联性分析[J];西北林学院学报;2017年01期
4 傅涵;石琴琴;钟鸣;刘誉;;萌发期硫酸铜胁迫对绿豆生长的影响及其细胞内密度变化反应[J];植物生理学报;2016年12期
5 胡勇;;一株园林观赏石榴DFR基因的生物信息学分析[J];中国南方果树;2016年05期
6 朱婷婷;梁东;夏惠;倪知游;高帆;;甜樱桃PacMYBA基因的克隆及在果实生长期的表达[J];基因组学与应用生物学;2017年01期
7 韩金桓;王丽霞;高洪波;吕桂云;;西瓜抗枯萎病相关基因ClMYB转录因子的克隆及表达分析[J];中国农业科学;2016年17期
8 陈璐;汪涛;郭巧生;张晓明;宋玲珊;;杭菊DFR基因克隆及其在花中表达特征分析[J];中草药;2016年07期
9 钱景华;李增强;廖小芳;汤丹峰;史奇奇;周瑞阳;陈鹏;;调控植物花发育的MYB类转录因子研究进展[J];生物技术通讯;2016年02期
10 赵文铖;王兆松;周蒙;魏梅;许世磊;;人转录因子AP4的生物信息学分析[J];生物技术;2016年01期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 宫硖;薛静;张晓东;;植物花青素合成途径中的调控基因研究进展[J];生物技术进展;2011年06期
2 孙霞;刘晋跃;袁晓辉;潘相文;杜维广;任海祥;马永波;Jun ABE;邱丽娟;刘宝辉;;非生物胁迫诱导的GmMYB基因克隆与表达分析[J];作物学报;2012年02期
3 郭凤丹;王效忠;刘学英;夏晗;王兴军;;植物花青素生物代谢调控[J];生命科学;2011年10期
4 周琳;王雁;任磊;彭镇华;;牡丹二氢黄酮醇4-还原酶基因PsDFR1的克隆及表达分析[J];植物生理学报;2011年09期
5 付海辉;辛培尧;许玉兰;刘岩;韦援教;董娇;曹有龙;周军;;几种经济植物UFGT基因的生物信息学分析[J];基因组学与应用生物学;2011年01期
6 陈大志;周嘉裕;李萍;;二氢黄酮醇4-还原酶的生物信息学分析[J];生物技术通报;2010年12期
7 杨俊;姜正旺;王彦昌;;红肉猕猴桃DFR基因的克隆及表达分析[J];武汉植物学研究;2010年06期
8 祝婷;李成磊;吴琦;蒙华;陈惠;邵继荣;;苦荞和甜荞二氢黄酮醇4-还原酶基因(dfr)的克隆及序列分析[J];食品科学;2010年13期
9 庞红霞;祝长青;覃建兵;;植物花青素生物合成相关基因研究进展[J];种子;2010年03期
10 李鹏;饶灿;彭江;李想韵;宋锋;孙一铭;孙敏;;植物黄烷酮3-羟化酶的生物信息学分析[J];安徽农业科学;2010年06期
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 周宇;闫国华;庞志申;张开春;;天然花色苷的资源收集及稳定性测定[J];中国农学通报;2006年02期
2 卢其能;高锦萍;彭春玲;;花色苷基因工程改良及其策略[J];现代农业科技;2008年18期
3 刘会超;贾文庆;尤扬;周艳霞;;连翘花色苷的提取及其稳定性研究[J];河南农业科学;2010年06期
4 李云;赵昶灵;杨晓娜;李会容;周燕琼;苏丽;;花色苷分子结构与其稳定性以及呈色关系的研究进展[J];云南农业大学学报(自然科学版);2010年05期
5 刘会超;贾文庆;尤扬;赵晓美;;鸭跖草花色苷的提取与稳定性研究[J];江苏农业科学;2010年04期
6 张庆田;艾军;李昌禹;许培磊;赵滢;张晓英;;果实花色苷的生物合成及调控[J];特产研究;2010年04期
7 李安文;廖寅平;徐小江;肖文军;;花色苷研究进展[J];吉林农业;2010年12期
8 孙金辉;王微;董楠;;紫薯花色苷的研究进展[J];粮食与饲料工业;2011年11期
9 唐敏敏;李瑞;夏秋瑜;郑亚军;赵松林;;不同提取剂对油棕果皮中花色苷稳定性的影响[J];热带作物学报;2011年11期
10 尤扬;刘香坤;;紫叶碧桃花色苷提取及其稳定性研究[J];北方园艺;2012年07期
相关会议论文 前5条
1 凌文华;;花色苷[A];中国营养学会DRIs修订专家委员会第二次会议样板稿汇编[C];2011年
2 吴夏;景浩;;随机质心映射法优化五味子鲜果花色苷提取工艺及其稳定性研究与结构的鉴定[A];中国食品科学技术学会第七届年会论文摘要集[C];2010年
3 陈琼;陈忠正;陆瑞琼;李斌;;响应面法优化茶树紫色芽叶花色苷提取工艺的研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
4 刘厚诚;黄琴;刘晴;陈日远;;园艺植物中花色苷调节因子及影响因素的研究进展[A];中国园艺学会第五届青年学术讨论会论文集[C];2002年
5 王晓红;宋儒;周波;张卓;郭连营;徐超;;玉米紫色植株色素对溴代苯小鼠肝脂质过氧化损伤的保护作用[A];中国营养学会营养与保健食品分会第五届学术研讨会论文集[C];2007年
相关重要报纸文章 前2条
1 记者 张可喜;水果色素保健眼睛[N];新华每日电讯;2000年
2 杨秀娟 赵晓燕 马越;从维生素时代到花青素时代[N];消费日报;2007年
相关博士学位论文 前10条
1 成果;微环境调控‘赤霞珠’葡萄果实花色苷代谢的研究[D];西北农林科技大学;2015年
2 陈丽;越橘多药和毒性化合物排出转运蛋白(MATE)基因的克隆、表达及其亚细胞定位研究[D];吉林农业大学;2015年
3 张彦杰;紫白菜与紫茄花色苷生物合成及光调控的分子机理研究[D];重庆大学;2015年
4 陈日远;芥蓝菜薹色泽形成生理及其环境调控研究[D];上海交通大学;2015年
5 马懿;新型紫薯花色苷微胶囊的设计及其抗氧化机制研究[D];重庆大学;2016年
6 张海宁;超高压辅助提取蓝莓果渣花色苷及其对花色苷降解动力学的研究[D];江苏大学;2016年
7 刘素稳;蓝靛果花色苷提取物调节胆固醇代谢机理研究[D];沈阳农业大学;2017年
8 李颖畅;蓝莓花色苷提取纯化及生理功能研究[D];沈阳农业大学;2008年
9 张丽霞;黑莓花色苷降解与辅色及抗氧化活性研究[D];南京农业大学;2012年
10 曹少谦;血橙花色苷结构及其在加工过程中的降解机制研究[D];华中农业大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 李子江;平阴玫瑰花花色苷提取工艺及性质的研究[D];山东师范大学;2010年
2 刘玉芹;六种紫色蔬菜中花色苷的定性定量分析及抗氧化活性研究[D];山东农业大学;2011年
3 陈建杨;特色马铃薯花色苷体外抗癌活性研究[D];浙江大学;2013年
4 吴奇辉;紫马铃薯花色苷分离纯化及降脂减肥活性研究[D];浙江大学;2014年
5 康晓鸥;葡萄花色苷的变色特征及其在鉴别红葡萄酒中色素的应用[D];河北大学;2015年
6 王晓雨;GLABRA2对拟南芥花色苷合成的调控[D];东北师范大学;2015年
7 腾飞;龙葵果花色苷分离、降解特性及体外抗氧化活性研究[D];东北林业大学;2015年
8 刘杰;黑米酒中酚类活性成分检测方法研究[D];西北农林科技大学;2015年
9 刘松;三种天然色素花色苷组成、辅色作用及与蛋白质相互作用的研究[D];华中农业大学;2015年
10 赵夏陆;遮阴对地被菊花色苷和类黄酮糖基转移酶基因CmUFGT表达的影响[D];山西农业大学;2015年
,本文编号:1534173
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/1534173.html