苦荞WD40转录因子的基因克隆及其对花青素合成的影响
[Abstract]:Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum) is a dicotyledonous cereal crop of the genus Polygonaceae. Tartary buckwheat (Tartary buckwheat) is one of the most important bioactive components of Tartary buckwheat as a dual-purpose crop. The flavonol represented by rutin is the main storage form of Tartary buckwheat. However, under cold and UV stress, the synthesis of another flavonoid anthocyanin plays an important role in the stability of buckwheat stress physiology. The biosynthesis of plant anthocyanins is mainly regulated by transcription factor proteins such as R2R3-MYBnbHLH and WD40 alone or forming ternary complexes at the transcriptional level. The transcription factor WD40 provides a platform to facilitate the interaction of transcription factor MYB and bHLH. In this study, the cDNA sequence of anthocyanin regulating transcription factor FtWD40 was cloned and its transcriptional activation activity was identified, and the tissue specificity and correlation of anthocyanin and FtWD40 gene expression in Tartary buckwheat were analyzed. We also analyzed the correlation between the two changes under the stress of Tartary buckwheat, and further identified the effect of FtWD40 overexpression on anthocyanin synthesis by transgenic technology. In this study, we hope to clarify the main effector genes of buckwheat transcription factor FtWD40 in anthocyanin synthesis pathway, and to further understand the molecular mechanism of anthocyanin synthesis regulation in buckwheat stress. The main results are as follows: 1. Using homologous cloning and RACE technique, we obtained a WD40 gene from Tartary Buckwheat, named FtWD40.. The FtWD40 ORF frame was 1035 bp, encoding 344 amino acid residues, and the relative molecular weight of 65.9 KDa; cluster analysis showed that FtWD40 and AtTTGl and VvWD involved in the regulation of anthocyanin metabolism were clustered into a cluster. The content of anthocyanin in root, stem, leaf and flower of Tartary buckwheat at flowering stage and the expression of FtWD40 gene showed that the anthocyanin content and the gene expression of FtWD40 had the same tissue specificity, and the correlation coefficient between them was 0.875 (P0.05). Under cold stress and UV-B stress, the correlation coefficients between anthocyanin content and FtWD40 gene expression of Tartary buckwheat at bud stage were r = 0.785 (P0.05) and r ~ (0.891) (P0.05), respectively. These results suggested that FtWD40 might be involved in the regulation of anthocyanin synthesis of Tartary buckwheat. The eukaryotic expression vector of pBridge-FtWD40 was constructed and the transformed yeast AH109, was screened by SD/-Trp/-His double deficiency culture to obtain positive transformants. The activity of 尾-galactosidase in yeast single hybrid system was analyzed by filter paper. The results showed that FtWD40 protein had transcriptional activation activity. 3. PECMBIA1301-FtWD40 plant expression vector was constructed and transformed into tobacco callus by Agrobacterium tumefaciens. Furthermore, the anthocyanin content in the positive transgenic tobacco and the expression of NtPAL,NtCHS,NtANS,NtDFR,NtFLS and NtF3'H in the anthocyanin synthesis pathway were determined and analyzed. The anthocyanin content in T-1T-2 and T-3 lines of FtWD40 transgenic tobacco was increased, respectively. It was 3.45 times and 3.24 times as much as that of control (P0.01). At the same time, the results of qRT-PCR showed that there was no significant change in the expression of NtCHS and NtF3'H (P0.05). The expression of NtDFR and NtANS increased by 1.95 times and 1.56 times of the control group (P0.01), while the expression of FLS decreased to 0.79 times of the control group (P0.05). These results suggest that FtWD40 can enhance anthocyanin synthesis in transgenic tobacco.
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:Q943.2;S517
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