人参MYB基因家族的筛选及PgMYB38功能分析

发布时间：2020-07-21 12:55

【摘要】：近年来,随着分子生物学和分子遗传学的不断发展,转录因子已逐渐成为该领域的重要研究内容。MYB转录因子(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog),作为植物中最大的一类转录因子家族之一,备受研究者们的关注。其广泛分布于植物中并发挥着重要的生物学功能,包括植物的生长发育、次级代谢调控、胁迫应答等。但目前关于MYB转录因子调控人参皂苷合成的研究还尚属空白。本实验是以实验室构建的吉林人参248,993个unigenes转录组数据库为依据,通过生物信息学方法挖掘出人参MYB转录因子家族并筛选得到与人参皂苷合成紧密相关的PgMYB38,通过低温胁迫的方法进行基因功能分析。以拟南芥为受体材料进行遗传转化。获得的主要实验结果如下:1.共筛选出PgMYBs 215条,其中有94条具有完整的开放阅读框和保守结构域。2.对PgMYBs进行GO注释和富集分析,表明MYB转录因子广泛参与人参的生长发育过程,在Level 2水平下注释到的所有功能中,结合功能类所占基因比例最高,这符合转录因子的特性,与对照相比全部为显著性富集。3.对94条PgMYBs进行合并保留同一基因ID下的最长序列,共得到31条PgMYBs。与外源物种拟南芥(Arabidopsis thaliana)、番茄(Solanum lycopersicum)、马铃薯(Solanum tuberosum L.)进行系统发育树的构建,结果显示,PgMYBs分为4个亚类并分别包含不同的序列,同一亚家族的基因聚在一起,说明MYB转录因子在进化过程中相对保守。4.对PgMYBs进行互作网络分析。PgMYB38与PgMYB61-7与人参皂苷合成过程中关键酶基因存在显著的互作关系并协同表达。5.无论是在42个农家品种,14个组织器官以及4个不同年生的人参根中PgMYB38均稳定表达。6.低温处理人参发状根进行基因表达分析,PgMYB38在不同时间都显著上调表达,人参皂苷合成关键酶基因HMGR、SS、SE显著下调表达。7.成功克隆出PgMYB38基因,构建超表达载体。农杆菌介导法转化拟南芥,得到拟南芥T2代阳性植株。8.拟南芥T2代阳性植株基因表达分析表明,调控2,3-氧化角鲨烯合成的关键酶基因都显著下调表达。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S567.51
【图文】：

引物设计,拟南芥,基因

图 2.1 引物设计Fig.2.1 Primer design.3.5 拟南芥 T2 代阳性植株中 2,3-氧化角鲨合成关键酶基因表达分析以拟南芥T2代阳性植株为材料，拟南芥中β-Acting为内参基因，拟南芥中2,3 - 氧化角烯合成关键酶基因HMGR、FPS、SQS、SQE的qRCR引物对这些基因进行qPCR反应的定，明确HMGR、FPS、SQS、SQE基因在转PgMYB38基因拟南芥中的表达情况，RNA取及反转录方法见2.3.2.2，荧光定量PCR反应条件和计算方法见2.3.2.3。

注释功能,农家品种

图 3.11 PgMYBs 的 GO 注释功能分类11 Functional categorization of the PgMYBs based 图 3.12 PgMYBs level2 水平的 GO 注释功能分类tional categorization of t PgMYBs based on gene o因家族在 42 个不同的农家品种、14 个不同的组分析。结果表明，无论是在 42 个不同的农家品种结合功能类发挥着重要的功能，并在所有功能类录因子调控植物生长发育的特性，如图 3.13，3.

注释功能,农家品种

图 3.12 PgMYBs level2 水平的 GO 注释功能分类Fig.3.12 Functional categorization of t PgMYBs based on gene ontology on leve对 PgMYBs 基因家族在 42 个不同的农家品种、14 个不同的组织部位、及 4 个的功能分布进行分析。结果表明，无论是在 42 个不同的农家品种、14 个不同的以及 4 个年生中结合功能类发挥着重要的功能，并在所有功能类别中分布最广，明了 PgMYBs 转录因子调控植物生长发育的特性，如图 3.13，3.14，3.15。

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