蘋果MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的生物信息學(xué)分析及MdMYB121和MdSIMYB1在非生物脅迫響應(yīng)中的作用.pdf

1、MYB轉(zhuǎn)錄因子(MYB transcription factor)是植物轉(zhuǎn)錄因子中最大的家族之一。MYB轉(zhuǎn)錄因子在真核生物分生組織發(fā)育、二次代謝、細(xì)胞周期調(diào)控、氣孔開閉、生物脅迫及非生物脅迫等生物過程中發(fā)揮了非常重要的作用。隨著多種植物全基因組測序的完成，多個(gè)物種的MYB家族已經(jīng)被鑒別出來。目前，對于MYB轉(zhuǎn)錄因子的抗性功能的研究大多集中在擬南芥、水稻、大豆等模式植物中，在蘋果中研究相對較少。由于環(huán)境污染加劇增加、干旱、低溫冷害、鹽漬化

2、等生態(tài)問題嚴(yán)重影響了果樹的生長發(fā)育。隨著蘋果基因組測序的完成，對蘋果MYB家族的鑒定、抗性相關(guān)MYB基因的挖掘及品種的選育與改良具有非常重要的意義。本研究利用生物信息學(xué)方法對蘋果MYB轉(zhuǎn)錄因子家族進(jìn)行了鑒別并克隆了兩個(gè)MYB基因MdMYB121及MdSIMYB1，并且對它們在抗性上的功能進(jìn)行了鑒定。主要研究過程及結(jié)果如下:
　　 1.利用132個(gè)擬南芥MYB基因保守的DNA-binding結(jié)構(gòu)域及隱馬爾科夫模型(Hidden M

3、arkow Model)的識別技術(shù)在蘋果基因網(wǎng)站(http://www.applegene.org/)以及GDR網(wǎng)站(http://www.rosaceae.org/)中鑒定了229個(gè)蘋果MYB基因模型。
　　 2.為了對蘋果MYB全基因家族進(jìn)行研究，分析了所有蘋果與擬南芥MYB蛋白系統(tǒng)進(jìn)化情況、N端R2R3功能域的保守性、C端的結(jié)構(gòu)域及蘋果MYB基因染色體定位。
　　 3.為了研究蘋果MYB基因在抗非生物脅迫方面的響應(yīng)

4、情況，從多個(gè)MYB家族中篩選了20個(gè)蘋果R2R3 MYB基因，并對其在干旱、高鹽、低溫、ABA處理后2h時(shí)的表達(dá)情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，這些基因能不同程度的響應(yīng)非生物脅迫。
　　 4.MdMYB121及MdSIMYB1基因能被多種非生物脅迫明顯的誘導(dǎo)，因此它們有可能參與到蘋果抵抗非生物逆境的生理過程中。
　　 5.為了鑒定MdMYB121及MdSIMYB1基因在非生物脅迫中的功能，分別在番茄和煙草中過量表達(dá)了MdMYB

5、121及MdSIMYB1基因。結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因番茄及煙草能夠增強(qiáng)抵抗干旱、高鹽、低溫的能力。
　　 6.另外，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)MdMYB121基因番茄植株是通過減少Na+積累增強(qiáng)抵抗鹽脅迫、減少葉片失水率增強(qiáng)抵抗干旱脅迫。另外在非生物脅迫條件下能減少膜受損及促進(jìn)保護(hù)物質(zhì)的合成。
　　 7.轉(zhuǎn)MdSIMYB1基因煙草通過增強(qiáng)逆境響應(yīng)基因表達(dá)及促進(jìn)根系發(fā)育相關(guān)的生長素響應(yīng)基因來共同增強(qiáng)抵抗非生物脅迫的能力。另外，MdSIMYB1也可能參