CsMYB60调控黄瓜类黄酮生物合成的分子机制
发布时间：2021-01-25 05:20
类黄酮广泛分布于植物界,在植物生长发育、抗病等过程中发挥重要作用,而且可预防癌症、心血管疾病及神经退行性疾病等人类多种慢性病。正因为类黄酮具有广泛的生物活性和药理功能,所以近年来备受重视,成为研究和开发利用的重点。本课题组前期工作明确了黄瓜黑刺中的色素物质主要为单宁和黄酮醇,并证实CsMYB60在类黄酮生物合成的调控中起关键作用。然而,类黄酮在黄瓜各组织中的分布模式,CsMYB60如何调控黄瓜单宁和黄酮醇的合成,以及类黄酮在黄瓜病原菌抗性中的作用,目前尚不明确。因此,本研究旨在解析黄瓜中类黄酮的分布、在病原菌抗性中的作用,及CsMYB60调控黄瓜类黄酮生物合成的分子机理,以期为黄瓜品质及抗病分子设计育种提供理论依据、靶标基因及技术支撑。为达到研究目标,本研究开展了一系列试验,取得的结果如下:1、通过DMACA染色和高效液相色谱法明确:黑刺黄瓜中,各组织均有单宁和黄酮醇的积累,果刺单宁含量最高,但不同部位黄酮醇种类有所不同。白刺黄瓜的果肉,果皮及种子中亦有微量单宁的积累,其含量远低于黑刺黄瓜,且仅在白刺黄瓜的叶片和花中有黄酮醇的积累。2、35S:CsMYB60过表达株系与同世代分离出的非...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物中类黄酮合成的主要途径(Li,2014)。
ANS花色素合成酶催化从无色花色素转变成到有色花色素,属于2-酮戊二酸依赖双加氧酶(2-oxoglutarate-dependent dioxygenase,2DD)家族。研究发现将树莓中的ANS突变掉之后,果实颜色由原来的红色变为了白色(Rafique et al.,2016;图1-2)。田佶在苹果属观赏海棠中,Mc ANS基因相对表达量变化与叶片花色素含量变化趋势一致。赵永钦(2012)构建了FaANS基因的植物沉默载体并转化草莓得到转基因植株,转基因草莓的叶柄和叶片颜色明显变浅。类黄酮生物合成的调控机制在多种植物体内(如:拟南芥、苹果和葡萄等)已经得到了深入的研究(Li,2014)。类黄酮的生物合成除受到相关结构基因(如:FLS、LAR和ANS等)的影响,另一方面还受到转录因子的调节。目前,参与类黄酮合成过程中的调节因子主要包括MYB转录因子、bHLH转录因子及WD40蛋白,它们可以单独作用行驶功能,也可以形成MBW(MYB-bHLH-WD40)复合体调控类黄酮的生物合成过程(Gonzalez,2009;Jaakola,2013;Li,2014;Liu et al.,2018;图1-3)。
MBW三重复合物对类黄酮生物合成的调控,主要是通过调节这个过程中结构基因的表达来实现的。在矮牵牛花冠中,AN2/AN1/AN11转录复合体主要调控DFR和CHSJ这两个结构基因的表达影响花青苷的合成(Quattrocchio et al.,1933;de Vetten et al.,1997;Spelt et al.,2002)。在拟南芥中,MBW复合体主要调控后期结构基因的表达(Zhang et al.,2003;Gonzalez et al.,2008;Li,2014),而CHS、CHI、F3H和FLS等早期结构基因是由MYB11、MYB12和MYB111所调控的(Stracke et al.,2007)。植物MYB转录因子主要包含高度保守的、可结合DNA的MYB结构域,这个结构域通常包1-4个氨基酸序列重复(R,repeat),根据MYB结构域中R基序的数量,MYB可以分为:R1/2-MYB、R2R3-MYB和R3-MYB,其中R2R3-MYB成员最多(Dubos et al.,2010),此类MYB转录因子在其N端分布着高度保守的MYB结构域,而其C端通常含有一个富含酸性氨基酸的转录激活区或者转录抑制功能域(Stracke et al.,2001;Dubos et al.,2010)。植物MYB转录因子可以参与植物多种生命活动,如植物表皮细胞分化、气孔运动、类黄酮的合成、抵御干旱和冷害等,其中调控类黄酮合成的MYB转录因子大多数可以与bHLH转录因子互作行驶功能(Dubos et al.,2010;Feller et al.,2011;Zhang et al.,2019)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]类黄酮物质对生长素作用的研究进展[J]. 何春艳,尹淑霞. 分子植物育种. 2018(16)
[2]黄瓜腐皮镰孢根腐病的识别与防治技术[J]. 陈德西,何忠全,郭云建,干雪梅,向运佳,闾世根,黄腾飞,刘欢. 四川农业科技. 2017(10)
[3]植物黄酮醇生物合成及其调控研究进展[J]. 曹运琳,邢梦云,徐昌杰,李鲜. 园艺学报. 2018(01)
[4]‘早酥’梨及其红皮芽变‘红早酥’梨类黄酮组分变化与合成模式研究[J]. 翟锐,房晨,范二婷,蔡猛,王志刚,徐凌飞. 果树学报. 2016(S1)
[5]影响葡萄果皮颜色的MYB类转录因子的研究进展[J]. 江楠,张雷,李春霞,任晨琛,周步海. 中国农学通报. 2014(13)
[6]黄瓜黑色果刺基因染色体定位及候选基因分析[J]. 刘书林,顾兴芳,苗晗,王烨,Yiqun Weng,Todd C Wehner,张圣平. 中国农业科学. 2014(01)
[7]草莓‘甜查理’和‘章姬’花药培养及单倍体植株的获得[J]. 赵永钦,吴新新,郑禾,路河,郭仰东. 中国农业大学学报. 2012(05)
[8]新生儿高胆红素血症与易感基因-UGT1A1 TATA盒多态性相关性研究[J]. 王慧琴,李小燕,唐久来. 安徽医科大学学报. 2012(06)
[9]黄瓜果实相关性状QTL定位分析[J]. 苗晗,顾兴芳,张圣平,张忠华,黄三文,王烨,程周超,张若纬,穆生奇,李曼,张振贤,方智远. 中国农业科学. 2011(24)
[10]黄瓜嫩果白色果皮颜色遗传规律及其AFLP标记研究[J]. 孙晓丹,商庆梅,秦智伟. 北方园艺. 2011(03)
本文编号：2998649
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
植物中类黄酮合成的主要途径(Li,2014)。
ANS花色素合成酶催化从无色花色素转变成到有色花色素,属于2-酮戊二酸依赖双加氧酶(2-oxoglutarate-dependent dioxygenase,2DD)家族。研究发现将树莓中的ANS突变掉之后,果实颜色由原来的红色变为了白色(Rafique et al.,2016;图1-2)。田佶在苹果属观赏海棠中,Mc ANS基因相对表达量变化与叶片花色素含量变化趋势一致。赵永钦(2012)构建了FaANS基因的植物沉默载体并转化草莓得到转基因植株,转基因草莓的叶柄和叶片颜色明显变浅。类黄酮生物合成的调控机制在多种植物体内(如:拟南芥、苹果和葡萄等)已经得到了深入的研究(Li,2014)。类黄酮的生物合成除受到相关结构基因(如:FLS、LAR和ANS等)的影响,另一方面还受到转录因子的调节。目前,参与类黄酮合成过程中的调节因子主要包括MYB转录因子、bHLH转录因子及WD40蛋白,它们可以单独作用行驶功能,也可以形成MBW(MYB-bHLH-WD40)复合体调控类黄酮的生物合成过程(Gonzalez,2009;Jaakola,2013;Li,2014;Liu et al.,2018;图1-3)。
MBW三重复合物对类黄酮生物合成的调控,主要是通过调节这个过程中结构基因的表达来实现的。在矮牵牛花冠中,AN2/AN1/AN11转录复合体主要调控DFR和CHSJ这两个结构基因的表达影响花青苷的合成(Quattrocchio et al.,1933;de Vetten et al.,1997;Spelt et al.,2002)。在拟南芥中,MBW复合体主要调控后期结构基因的表达(Zhang et al.,2003;Gonzalez et al.,2008;Li,2014),而CHS、CHI、F3H和FLS等早期结构基因是由MYB11、MYB12和MYB111所调控的(Stracke et al.,2007)。植物MYB转录因子主要包含高度保守的、可结合DNA的MYB结构域,这个结构域通常包1-4个氨基酸序列重复(R,repeat),根据MYB结构域中R基序的数量,MYB可以分为:R1/2-MYB、R2R3-MYB和R3-MYB,其中R2R3-MYB成员最多(Dubos et al.,2010),此类MYB转录因子在其N端分布着高度保守的MYB结构域,而其C端通常含有一个富含酸性氨基酸的转录激活区或者转录抑制功能域(Stracke et al.,2001;Dubos et al.,2010)。植物MYB转录因子可以参与植物多种生命活动,如植物表皮细胞分化、气孔运动、类黄酮的合成、抵御干旱和冷害等,其中调控类黄酮合成的MYB转录因子大多数可以与bHLH转录因子互作行驶功能(Dubos et al.,2010;Feller et al.,2011;Zhang et al.,2019)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]类黄酮物质对生长素作用的研究进展[J]. 何春艳,尹淑霞. 分子植物育种. 2018(16)
[2]黄瓜腐皮镰孢根腐病的识别与防治技术[J]. 陈德西,何忠全,郭云建,干雪梅,向运佳,闾世根,黄腾飞,刘欢. 四川农业科技. 2017(10)
[3]植物黄酮醇生物合成及其调控研究进展[J]. 曹运琳,邢梦云,徐昌杰,李鲜. 园艺学报. 2018(01)
[4]‘早酥’梨及其红皮芽变‘红早酥’梨类黄酮组分变化与合成模式研究[J]. 翟锐,房晨,范二婷,蔡猛,王志刚,徐凌飞. 果树学报. 2016(S1)
[5]影响葡萄果皮颜色的MYB类转录因子的研究进展[J]. 江楠,张雷,李春霞,任晨琛,周步海. 中国农学通报. 2014(13)
[6]黄瓜黑色果刺基因染色体定位及候选基因分析[J]. 刘书林,顾兴芳,苗晗,王烨,Yiqun Weng,Todd C Wehner,张圣平. 中国农业科学. 2014(01)
[7]草莓‘甜查理’和‘章姬’花药培养及单倍体植株的获得[J]. 赵永钦,吴新新,郑禾,路河,郭仰东. 中国农业大学学报. 2012(05)
[8]新生儿高胆红素血症与易感基因-UGT1A1 TATA盒多态性相关性研究[J]. 王慧琴,李小燕,唐久来. 安徽医科大学学报. 2012(06)
[9]黄瓜果实相关性状QTL定位分析[J]. 苗晗,顾兴芳,张圣平,张忠华,黄三文,王烨,程周超,张若纬,穆生奇,李曼,张振贤,方智远. 中国农业科学. 2011(24)
[10]黄瓜嫩果白色果皮颜色遗传规律及其AFLP标记研究[J]. 孙晓丹,商庆梅,秦智伟. 北方园艺. 2011(03)
本文编号：2998649
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