巴西橡胶树乳管细胞中MYB转录因子的鉴定与表达分析

发布时间：2020-08-10 12:45

【摘要】：巴西橡胶树是天然橡胶主要的商业来源。天然橡胶是橡胶树乳管细胞内的次生代谢产物之一,其主要成分为顺式-1,4-聚异戊二烯。天然橡胶是通过甲羟戊酸途径合成的。尽管天然橡胶的生物合成途径已明确,但天然橡胶生物合成的分子调节机制尚不清楚。MYB (v-MYB avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是高等植物转录因子中的超级家族之一,组成成员众多,功能复杂,主要参与植物初生与次生代谢、细胞的形态建成和植物激素应答等。目前关于巴西橡胶树中MYB基因相关的报道甚少,特别是MYB基因参与调控天然橡胶生物合成更是鲜有报道。本研究运用橡胶树乳管转录组数据和橡胶树全基因组数据,对橡胶树乳管细胞中表达的MYB转录因子基因进行了鉴定和表达,及与天然橡胶生物合成关键酶基因的启动子进行结合分析,为深入研究MYB基因调控天然橡胶生物合成的分子机制奠定了基础。本研究获得了 44个在乳管细胞中表达的MYB转录因子基因(命名为HblMYB1-HblMYB44)。HblMYBs外显子数目具有差异性,以多外显子结构居多。推导的44个HblMYB序列比对分析显示,HblMYBs在N端都含有高度保守的DNA结构域(R单元),其中含有1个R单元的HblMYB有5个,含有2个R单元的HblMYB有33个,含有3个R单元的HblMYB有6个。R2和R3三维建模结果显示,二者都可以形成三个a-螺旋。结合拟南芥MYBs对HblMYBs的进化分析显示,HblMYBs可以分为17个亚类。实时荧光定量PCR筛选出5个在胶乳中表达量高的HblMYB (HblMYB19、HblMYB20、HblMYB25、HblMYB40和HblMYB44)。且这5个HblMYB基因的表达量受外源激素的影响。JA能显著提高HblMYB19、HblMYB20、HblMYB40和HblMYB44的表达量,降低HblMYB25的表达量。ET能使得HblMYB20、HblMYB25和HblMYB40的表达上调,HblMYB19和HblMYB44的表达下调。ABA诱导能抑制HblMYB19、HblMYB20、HblMYB25和HblMYB40的表达,但能促进HblMYB44的表达。SA处理能够使HblMYB20、HblMYB25和HblMYB44的表达量下降,但对HblMYB19和HblMYB40表达的影响不具有规律性。对HblMYB19、HblMYB20和HblMYB44进行了亚细胞定位分析,结果表明它们都具有核定位特性。通过酵母单杂交实验分析了HbIMYB4 与天然橡胶生物合成关键酶基因HbSRPP、HbFDP和HbHRT的启动子结合分析,表明HblMYB44能够与HbSRPP、HbFDP和HbHRT启动子结合。双荧光素酶瞬时表达分析,表明HblMYB44能够促进HbSRPP、HbFDP和HbHRT启动子的表达,推断HblMYB44参与调控天然橡胶生物合成过程,但具体分子机制有待进一步研究。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S794.1
【图文】：

转录因子,家族,蛋白,结构域

逦巴西橡胶树乳管细胞中ＭＹＢ转录因子的鉴定与表达分析逦逡逑ｄｏｍａｉｎ，包括激活结构域和抑制结构域）、寡聚化位点（Ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ邋ｓｉｔｅ）以及核逡逑定位信号区（Ｎｕｃｌｅａｒ邋ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ邋ｓｉｇｎａｌ，邋ＮＬＳ）（孙丽芳等，２００９；罗赛男等，２００５）。逡逑一般依据ＤＮＡ结构域的保守性强度将转录因子分为Ｚｉｎｃ－ｆｍｇｅｒ邋（锌指蛋白）、ｂＨＬＨ逡逑（碱性螺旋－环－螺旋）、ｂＺＩＰ邋（碱性亮氨酸拉链）、ＭＡＤＳ－ｂｏｘｉｎｇ蛋白、Ｈｏｍｅｏｄｏｍａｉｎ逡逑蛋白、ＨＳＰ蛋白、ＭＹＢ蛋白、ＭＹＣ蛋白、ＡＰ２／ＲＥＢＰ蛋白等不同类家族蛋白逡逑（Ｔａｋａｔｓｕｊｉ邋ｅｔ邋ａｌ．，１９９８；邋Ｒｉｅｃｈｍａｎｎ邋ｅｔ邋ａｌ．，２０００）。Ｒｉｅｃｈｍａｎｎ邋等证实各转录因子间既逡逑能相互协作又能相互影响（图３）邋（Ｒｉｅｃｈｍａｎｎｅｔａｌ．，邋２０００）。转录因子的结合特异性逡逑由ＤＮＡ结构域决定，而转录调控区则决定其与靶基因的作用强度。逡逑ＭＹＢ邋（Ｖ－ＭＹ５邋ａｖｉａｎ邋ｍｙｅｌｏｂｌａｓｔｏｓｉｓ邋ｖｉｒａｌ邋ｏｎｃｏｇｅｎｅ邋ｈｏｍｏｌｏｇ）转录因子是高等植物逡逑转录因子中的一个超级家族，因其基因数量众多，种类丰富和功能复杂，是当前植物逡逑转录因子功能研究的主要成员之一。逡逑

转录因子,蛋白,家族,端粒结合蛋白

通常根据高度保守ＤＮＡ结合域的重复区数量和种类将ＭＹＢ类转录因子分成４逡逑类即邋ｌＲ－ＭＹＢ／ＭＹＢ－ｒｅｌａｔｅｄ邋类、Ｒ２Ｒ３－ＭＹＢ邋类、Ｒ１Ｒ２Ｒ３－ＭＹＢ邋类、４Ｒ－ＭＹＢ邋类逡逑（图４）邋（Ｄｕｂｏｓｅｔａｌ．，２０１０）。高等动物中主要存在３Ｒ－ＭＹＢ类，而高等植物中是逡逑以Ｒ２Ｒ３－ＭＹＢ类为主，由结构域的不同导致ＭＹＢ类转录因子的功能差异（Ｆｅｌｌｅｒ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２０１１）。只含１个Ｒ单元的ＭＹＢ蛋白通常是作为端粒结合蛋白，对染色体结构逡逑的完整性具有支撑作用，如拟南芥的ＣＰＣ１蛋白和玉米的ＩＢＰ１蛋白。含有２个Ｒ结逡逑９逡逑

基因结构,转录因子,外显子,数目

３．１．２邋Ｗｂ／ＭＫＳｓ结构及同源性分析逡逑运用在线软件ＧＳＤＳ邋（ｈｔｔｐ：／／ｇｓｄｓ．ｃｂｉ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ／）对你的结构进行在线分逡逑析（图５）。ｍ／ＭＦ价所含外显子数目差异明显，其中：６个含有单外显子，６个含逡逑有２个外显子；１７个含有３个外显子；１个含有４个外显子；其余的含外逡逑显子数目均超过５个，其中外显子数目高达１５个。结合册／ＭＴ价聚类分逡逑析发现，所含外显子数目相同或相近的／？／＿，其亲缘关系亲近。推导的ＨｂｌＭＹＢｓ逡逑都含有高度保守的Ｒ单元，其中含有１个Ｒ单元的ＨｂｌＭＹＢ有５个，含有２个Ｒ逡逑单元的ＨｂｌＭＹＢ有３３个，含有３个Ｒ单元的ＨｂｌＭＹＢ有６个。以Ｒ单元数量为依逡逑据可以将ＨｂｌＭＹＢｓ分为３类

【参考文献】