月季花青素苷相关 R2R3-MYB 蛋白基因的克隆和表达分析

• 作者: 严倩 刘厚生 刘荣 李鑫 杨帆 肖月华 赵佳
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 月季 花瓣颜色 花青素苷 R2R3-MYB 蛋白 基因表达
• 年，卷（期）: 2015,（7）
• 所属期刊栏目: 园艺
• 页码范围: 1392-1404
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.07.14

摘要

【目的】花青素苷是月季花瓣呈红色或粉色的重要因素。R2R3-MYB 蛋白是调控植物花青素苷合成的关键转录因子。从月季花瓣中克隆花青素苷调控相关的 R2R3-MYB 蛋白同源基因，并分析这些基因与月季花瓣颜色和花青素苷合成的关系，为花色基因工程改良奠定基础。【方法】根据植物花青素苷调控相关 R2R3-MYB 蛋白的保守序列设计简并引物，结合3'-RACE 和 Y-RACE 方法从月季花瓣中扩增同源基因的全长编码序列。用植物第四（Sg4）和第六（Sg6）亚家族的 R2R3-MYB 蛋白、拟南芥次生代谢调控相关的 R2R3-MYB 序列和克隆基因的编码蛋白进行多序列比较和进化分析。通过比较不同颜色的月季花瓣中花青素苷含量和 R2R3-MYB 蛋白基因的表达水平，分析月季花瓣中 R2R3-MYB 蛋白基因与花青素苷调控的关系。【结果】从月季‘红胜利’的红色花瓣中克隆了2个 R2R3-MYB 蛋白基因（RhMYBs4-1和RhMYBs6-1，GenBank登录号分别为KJ664810和KJ664811）。序列分析表明，RhMYBs4-1和RhMYBs6-1蛋白均含有保守的 R2R3-MYB 结构域，分别与植物 Sg4和 Sg6 R2R3-MYB 蛋白同源。RhMYBs4-1具有 Sg4 MYB 蛋白典型的 C1、C2抑制子和锌指结构。RhMYBs6-1具有 Sg6 MYB 蛋白特有的（A/S/G）NDV 和 KPRPR（T/S）基序。表达分析显示 RhMYBs4-1和 RhMYBs6-1均在月季‘红胜利’的花瓣中高水平表达，在叶片和花药中表达水平很低。比较7种不同颜色月季花瓣中的花青素苷含量和 RhMYBs4-1和 RhMYBs6-1的表达水平，发现红色花瓣中花青素苷含量远高于其他材料，相应地，RhMYBs4-1和 RhMYBs6-1均在红色花瓣中具有最高的表达水平。在粉红色月季花瓣中，花青素苷含量不到红色花瓣的10%，RhMYBs4-1的表达水平极低，而 RhMYBs6-1的表达水平与红色花瓣相当。【结论】月季 RhMYBs4-1和 RhMYBs6-1分别编码 Sg4和 Sg6亚家族的 R2R3-MYB 蛋白，均在红色月季花瓣中高水平表达，可能是月季花青素苷合成和花瓣颜色的重要调控基因。