【摘 要】
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荔枝（Litchi chinensis Sonn.）属无患子科荔枝属常绿乔木,是我国重要的南亚热带果树,种质资源丰富,其果实色、香、味俱佳,受到消费者广泛的喜爱。色泽是荔枝果实品质的重要组成部分,荔枝成熟时果皮着色主要是由花色素苷的积累引起。研究表明,MYB类调控因子在荔枝果皮花色素苷生物合成阶段起着非常重要的作用。本研究以荔枝基因组测序结果,以其他物种已经报道的花色素苷生物合成MYB负调控基因进
【基金项目】
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国家自然科学基金（31872006）； 广州市科技计划项目重点项目（201804020063）； 广州珠江科技新星计划（201610010147）； 广东省‘扬帆计划’引进创新创业团队项目（2014YT02H013）； 国家现代农业产业技术体系荔枝
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荔枝（Litchi chinensis Sonn.）属无患子科荔枝属常绿乔木,是我国重要的南亚热带果树,种质资源丰富,其果实色、香、味俱佳,受到消费者广泛的喜爱。色泽是荔枝果实品质的重要组成部分,荔枝成熟时果皮着色主要是由花色素苷的积累引起。研究表明,MYB类调控因子在荔枝果皮花色素苷生物合成阶段起着非常重要的作用。本研究以荔枝基因组测序结果,以其他物种已经报道的花色素苷生物合成MYB负调控基因进行本地Blast,筛选到6个荔枝MYB花色素苷生物合成负调控相关候选基因,以着色良好的荔枝品种‘桂味’荔枝c DNA发育阶段混样为模板,克隆了4个MYB基因的DNA序列,分析基因序列特征及其在不同样品中的时空表达,并通过亚细胞定位、酵母双杂实验、Bi FC双荧光分子互补实验和根癌农杆菌介导烟草遗传转化,对其基因功能进一步验证。获得的研究结果弥补了荔枝花色素苷生物合成MYB类负调控因子的空白,为荔枝果实色泽调控及外观品质的改良提供理论依据。主要研究结果如下:1、以荔枝基因组数据库测序结果为基础,克隆到了4个荔枝MYB类花色素苷生物合成负调控基因,分别命名为LcMYBC2-L1、LcMYBC2-L2、LcMYB4和LcMYBx,长度分别为708bp、600bp、669bp、264bp,编码氨基酸数目分别是235、199、222、87。均属于SANT家族。2、通过Real-Time PCR分析4个MYB基因在‘桂味’果皮和叶片发育阶段的表达情况发现,在‘桂味’荔枝叶片发育过程中,LcMYBC2-L1、LcMYBC2-L2、LcMYB4基因随着叶片颜色加深表达量增高,而LcMYBx在叶片发育后期花色素苷合成下降,表达量上升,推测其与叶片花色素苷的合成负相关。在果皮发育阶段中,LcMYBC2-L1、LcMYBC2-L2、LcMYB4均在‘桂味’果皮45d时有表达高峰,其中LcMYBC2-L2、LcMYB4表现为急剧升高,推测其参与其他调控途径,LcMYBx基因在50d时有表达高峰,后期表达量下降。3、分别构建了p CAMBIA1300-35S::e GFP-候选基因亚细胞定位表达载体,通过农杆菌渗入法注射本氏烟草叶片,通过荧光显微镜观察,发现LcMYBC2-L1、LcMYBC2-L2、LcMYB4和LcMYBx主要定位于细胞核上。4、通过酵母双杂交以及Bi FC实验发现:LcMYBx与Lc WDR1、Lcb HLH1/3能互作,与Lc WDR2、LcMYB1不能互作。5、分别构建p BI-121-候选基因表达载体,通过异源转基因验证发现转LcMYBC2-L1和LcMYB基因的烟草K326花的花色素苷生物合成有明显抑制现象,转基因株系中的花有白色或偏红色。其中LcMYBC2-L1基因的抑制效果强于LcMYBx基因,通过对转LcMYBx基因烟草的花色苷合成途径的结构基因和调节基因进行q PCR定量分析,发现其对与结构基因和调节基因的表达均有明显的抑制作用。
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