棕色棉色素相關MYB轉錄因子基因的克隆及功能研究.pdf

1、本研究以近等基因系白色棉品種RT白絮和棕色棉品種棕1-61為材料，從形態(tài)學方面對纖維分化發(fā)育和色素沉積分布進行了研究;利用熒光定量PCR技術分析了類黃酮合成途徑中結構基因及相關轉錄因子在不同組織中的表達模式;通過酵母單雜交技術驗證MYB轉錄因子基因與類黃酮合成途徑中結構基因的關系;通過胚珠離體培養(yǎng)實驗分析MeJA對類黃酮合成途徑中結構基因及相關轉錄因子表達水平的影響;通過田間噴施MeJA分析MeJA對棉纖維色差及纖維品質的影響。本研究主

2、要結論如下:
　　1.比較RT白絮和棕1-61棉纖維分化發(fā)育規(guī)律
　　棕1-61胚珠表皮細胞突起較早，且發(fā)育較快，纖維分化發(fā)育早于RT白絮;棕1-61從10dpa開始已經在棉纖維細胞壁邊緣形成染色較深的黑色致密物質，并隨著次生壁加厚，細胞脫水，黑色致密物質逐漸靠近纖維細胞中腔，并最終沉積于纖維細胞中腔。推測該黑色致密物有可能就是棕色棉棉纖維中的色素。
　　2.分析棕色棉不同組織類黃酮合成途徑中結構基因及相關轉錄因子的表

3、達水平
　　類黃酮合成途徑中的結構基因在棕1-61和RT白絮中均無組織特異性表達。Gh UFGT基因與其他結構基因的表達模式不同，它在棕1-61花后25天和30天仍大量表達，且表達量極顯著高于RT白絮;本試驗還篩選出可能對棕色棉纖維色素合成起正調控作用的MYB家族基因成員GhTT2、起負調控作用的GhMYB1和GhMYB6。
　　3.MYB家族基因成員GhTT2、GhMYB1和GhMYB6的克隆
　　分別從白色棉RT白

4、絮和棕色棉棕1-61中克隆出MYB家族基因成員GhTT2、GhMYB1和GhMYB6，對比序列，發(fā)現序列無差異，由此推測棕色棉棕1-61具有顏色可能是由這三個基因的表達調控作用而非其序列發(fā)生突變引起。
　　4.酵母單雜交驗證MYB轉錄因子基因與類黃酮合成途徑中結構基因的關系
　　通過對MYB家族基因成員GhTT2、GhMYB1和GhMYB6和類黃酮合成途徑中的后期結構基因GhDFR、GhANS、GhANR和Gh UFGT的兩

5、兩點對點酵母單雜交驗證發(fā)現:GhMYB1與GhANS有互作，GhMYB6與GhUFGT有互作。據此推測GhMYB1和GhMYB6可能分別調控GhANS和GhUFGT的表達，進而影響棕色棉纖維色素的合成。
　　5.GhMYB1和GhMYB6的亞細胞定位
　　通過農桿菌介導的方式對基因hMYB1和GhMYB6在煙草細胞中進行亞細胞定位，結果顯示，GhMYB1和GhMYB6基因編碼的蛋白均定位在細胞核中。說明基因GhMYB1和Gh

6、MYB6在細胞核中發(fā)揮調控作用。
　　6.棕色棉胚珠離體培養(yǎng)
　　1.在濃度為40.0μmol·L-1的MeJA處理下進行棕色棉胚珠離體培養(yǎng)實驗，并對類黃酮合成途徑中結構基因及相關轉錄因子在MeJA處理前后RT白絮和棕1-61不同發(fā)育時期棉纖維的表達情況進行分析發(fā)現:結構基因中表達量變化最大的是Gh UFGT基因，在兩個品種中表達量均呈現百倍增加趨勢;轉錄因子中表達量變化最大的GhMYB6基因在兩品種中表達量也呈增加趨勢，且

7、在棕色棉30DPC時增加最多，約15倍。結合之前酵母單雜交實驗結果，推測GhMYB6在調控GhUFGT的表達時，受茉莉酸甲酯誘導，導致GhUFGT基因表達量的變化幅度較大。
　　7.對田間棕色棉噴施MeJA
　　在40μmol L-1MeJA田間處理時，RT白絮棉纖維的色差ΔE*ab達到最大值，而棕1-61色差ΔE*ab則在400μmol L-1MeJA處理時才達到最大值;MeJA處理會降低RT白絮的纖維品質而提高棕1-61