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        MYB 基因家族研究進(jìn)展

        2022-11-18 15:28:48黃倩茹劉曉慧張愛冬查丁石楊銀娟郁勤飛
        關(guān)鍵詞:蠟質(zhì)擬南芥花青素

        黃倩茹,劉曉慧,張愛冬,譚 楓,查丁石,楊銀娟,郁勤飛

        (1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所,上海 201403;2.上海師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,上海 200234;3.上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201403;4.上海市奉賢區(qū)蔬菜技術(shù)推廣站,上海 201499;5.浙江施特葆生物科技有限公司,浙江 杭州 310012)

        近年來,隨著對MYB基因家族研究越來越多,人們對MYB基因家族研究的興趣也越來越 濃,且越來越深入。MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)轉(zhuǎn) 錄 因 子 家 族 在 植物規(guī)模和功能方面都居于首位,可見對其研究的重要性[1]。轉(zhuǎn)錄因子也叫反式作用因子,通過其特殊的基因結(jié)合區(qū)與靶基因中的順式作用元件結(jié)合,從而激活靶基因的表達(dá)[2]。1982年在禽痘病毒中發(fā)現(xiàn)了最早的MYB轉(zhuǎn)錄因子“v-Myb”[3]。之后,研究人員在正常動物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了類似的“c-myb”,并證實(shí)了該基因是具有DNA結(jié)合活性和轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能的[4]。1994年,科學(xué)家們利用核磁共振技術(shù)確定了MYB基因的保守結(jié)構(gòu)域[5]。此后,由于MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的保守結(jié)構(gòu)域被確定,人們對MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的了解也進(jìn)一步深入,越來越多的植物中也被鑒定到了MYB轉(zhuǎn)錄因子,玉米是第一個被鑒定到的植物品種[6],而且,隨著現(xiàn)代生物技術(shù)手段不斷向前發(fā)展,人們對MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的研究也越來越深入。研究發(fā)現(xiàn),MYB轉(zhuǎn)錄因子家族在植物生長的許多階段都有一定程度的參與,如植物的生長和發(fā)育(包括器官的發(fā)生和生長、次生細(xì)胞壁的形成和增厚、根毛發(fā)育、花粉發(fā)育等過程)、植物的初生代謝和次生代謝(次生代謝物質(zhì)如黃酮類物質(zhì)的積累)、植物生長發(fā)育過程中激素調(diào)控(脫落酸、高溫、干旱、鹽害、重金屬)等過程[7-8],因此,對MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的深入研究和了解,對植物的育種和改良具有重要意義。

        1 植物MYB基因家族的特征

        1.1 植物MYB基因家族的分布特征

        隨著MYB基因家族的結(jié)構(gòu)域被確定以及生物技術(shù)手段的發(fā)展,在越來越多的植物中鑒定到了MYB基因家族。到目前為止,從水稻(Oryza sativa)[9-10]、擬南芥(Arabidopsis thaliana)[11-12]、小麥的親源物種二穗短柄草(Brachypodium distachyon)[13]、番 茄(Solanum lycopersicum)[14]、辣 椒(Capsicum annuum)[15]、菠菜(Spinacia oleracea)[16]等植物中均分離和鑒定出了大量的MYB基因。向征[9]和魏海超[10]等在水稻中鑒定出的MYB轉(zhuǎn)錄因子有151個,馮盼盼等[11]在擬南芥中鑒定出192個MYB轉(zhuǎn)錄因子,陳守坤[13]在二穗短柄草中鑒定到122個MYB轉(zhuǎn)錄因子,劉淑君[14]在番茄中鑒定出139個MYB轉(zhuǎn)錄因子,居利香等[15]在辣椒中鑒定出172個MYB轉(zhuǎn)錄因子,王曉珊等[16]在菠菜中鑒定出76個MYB轉(zhuǎn)錄因子。研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)植物中的MYB基因數(shù)量很多,但是不同植物中MYB基因的數(shù)量是不一樣的,有些植物中的MYB基因可以達(dá)到將近200個之多,而有些植物則僅有70~80個。

        1.2 結(jié)構(gòu)特征

        MYB轉(zhuǎn)錄因子是在植物中廣泛存在的一類轉(zhuǎn)錄因子家族[17],它包含一個或多個MYB基因保守結(jié)構(gòu)域,其保守結(jié)構(gòu)域具有螺旋-螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋的空間結(jié)構(gòu)[18],研究發(fā)現(xiàn):其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)由3個部分組成,分別是DNA結(jié)合區(qū)、轉(zhuǎn)錄激活區(qū)和負(fù)調(diào)控區(qū)[19]。DNA結(jié)合區(qū)是由第2個螺旋和第3個螺旋組成的空間結(jié)構(gòu),位于MYB蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的氨基端,這也是MYB的特征結(jié)構(gòu)域[20-22]。轉(zhuǎn)錄激活區(qū)和負(fù)調(diào)控區(qū)都位于MYB蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的羧基端,這2個部分的氨基酸組成都不具有保守性[23]。

        1.3 分類

        目前,根據(jù)MYB轉(zhuǎn)錄因子家族中所含MYB結(jié)構(gòu)域個數(shù)的不同將其分為4類,即1R-MYB/MYB-related、R2R3-MYB(2R-MYB)、R1R2R3-MYB(3R-MYB)和 非 典 型MYB(4R-MYB和5RMYB)[24-25],3R-MYB主要存在于動物中,2R-MYB主要存在于植物中[26-27],非典型MYB(4R-MYB和5R-MYB)則是一種比較不常見的MYB轉(zhuǎn)錄因子,在植物中的數(shù)量也最少。研究發(fā)現(xiàn),不同類別的MYB轉(zhuǎn)錄因子有著不同的功能,3R-MYB主要在細(xì)胞周期調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮作用[28-31];2R-MYB的功能較為復(fù)雜,其在基因家族中的數(shù)目也最多,它參與植物形態(tài)發(fā)生的調(diào)節(jié),對初生或次生代謝產(chǎn)物合成的調(diào)節(jié),激素信號傳導(dǎo)以及對生物或非生物脅迫的調(diào)節(jié)[32-34];1R-MYB也在植物形態(tài)發(fā)育及脅迫響應(yīng)中起著重要作用[35]。目前,關(guān)于非典型MYB在功能方面的研究尚不多,對這種類型MYB基因在植物生長發(fā)育過程中的作用了解也相對較少,因此,對這類非典型MYB基因的研究的或許也將是MYB基因研究的一個重要方向。

        2 植物MYB基因家族的功能

        2.1 在蠟質(zhì)方面的研究進(jìn)展

        植物的蠟質(zhì)是存在于植物地上部分表面的脂質(zhì)成分,其疏水結(jié)構(gòu)使得蠟質(zhì)在植物表面起著非常重要的防御功能,當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生改變時,植物表面的蠟質(zhì)能夠?qū)Νh(huán)境干旱、低溫、蟲害和機(jī)械損傷等傷害具有一定的防御作用。研究表明,植物表皮蠟質(zhì)的合成常在轉(zhuǎn)錄水平被調(diào)控,MYB就是其中一個非常重要的轉(zhuǎn)錄因子家族,MYB類型 轉(zhuǎn) 錄 因 子MYB16、MYB106、MYB41、MYB30和MYB96在植物蠟質(zhì)合成中扮演著激活因子的角色, 它可以調(diào)控蠟質(zhì)合成的相關(guān)基因表達(dá),從而促進(jìn)植物蠟質(zhì)合成[36]。研究發(fā)現(xiàn),擬南芥和夏堇中 的MYB轉(zhuǎn) 錄 因 子MYB106和MYB16與WIN1/SHN1共同調(diào)控表皮角質(zhì)和蠟質(zhì)的合成[37-38]。擬南芥myb16突變體中CER1、LCR等與蠟質(zhì)合成相關(guān)的基因表達(dá)均受抑制,MYB16的超量表達(dá)可以激活蠟質(zhì)合成相關(guān)的基因表達(dá)[39]。將AtMYB96在擬南芥中超表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn):在擬南芥的葉片中,參與蠟質(zhì)合成的相關(guān)基因顯著上調(diào)表達(dá)[40]。而且,Lee等[41]研究發(fā)現(xiàn),過表達(dá)MYB96的植株中,蠟質(zhì)合成相關(guān)基因上調(diào),且葉片蠟質(zhì)含量顯著升高,有研究者對柑橘的MYB96進(jìn)行了研究,也發(fā)現(xiàn)了其相似的功能[42]。與其同源的基因MYB94也存在著相似的功能,通過促進(jìn)蠟質(zhì)合成基因表達(dá)上調(diào)而提高植物抗旱能力,經(jīng)過進(jìn)一步對作用靶基因的分析可知,MYB96和MYB94只有一個共同的作用靶基因,所以可以推測出的結(jié)論:MYB96和MYB94或獨(dú)立參與植物蠟質(zhì)合成,也可能兩者之間存在著協(xié)調(diào)作用[43]。此外,給予植物干旱處理,在超表達(dá)的擬南芥AtMYB41基因的轉(zhuǎn)基因植株中,蠟質(zhì)合成相關(guān)基因,尤其是CER4高表達(dá),猜測其同MYB41協(xié)調(diào)參與蠟質(zhì)的合成和調(diào)控[34],并且導(dǎo)致了軟木脂的含量增加[44]。Raffaele等[45]通過瞬時表達(dá)實(shí)驗(yàn)證實(shí),MYB30是一些基因的轉(zhuǎn)錄激活因子,這些基因編碼形成脂肪酸延伸酶復(fù)合物的4種酶。張璟宇[46]研究發(fā)現(xiàn),將甜橙的MYB類轉(zhuǎn)錄因子CsMYB44基因在番茄中超表達(dá),使得超表達(dá)系的葉片表面蠟質(zhì)晶體的積累多于野生型,且經(jīng)酵母雙雜篩庫篩選到與其互作的轉(zhuǎn)錄因子為CsERF3。

        綜上所述,目前關(guān)于MYB基因在植物蠟質(zhì)形成方面的作用已經(jīng)有了較為初步的了解,明確了在植物中與蠟質(zhì)形成相關(guān)的MYB基因,在有些植物上也進(jìn)行了與其互作基因的鑒定和分析,如擬南芥和夏堇中的MYB轉(zhuǎn)錄因子MYB106、MYB16與WIN1/SHN1共同調(diào)控表皮角質(zhì)和蠟質(zhì)的合成。這些都對深入了解植物蠟質(zhì)形成以及通過分子生物學(xué)的手段進(jìn)行育種改良,提高植物抗性奠定了一定的基礎(chǔ)。

        2.2 與植物生長發(fā)育及生物、非生物脅迫應(yīng)答間的關(guān)系

        對植物的MYB基因家族的研究已經(jīng)引起了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注,如次生細(xì)胞壁的形成[47-48]和增厚[49]、根毛發(fā)育[50]、花藥發(fā)育[51]、眾多的生理生化反應(yīng)和代謝過程[52]等。隨著研究的深入,人們認(rèn)識到MYB基因家族在調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的同時,也對生物和非生物脅迫有一定應(yīng)答與響應(yīng)以及對其他基因表達(dá)的調(diào)節(jié),這些都已經(jīng)在多種植物中得到了證實(shí),而且有些植物已經(jīng)通過轉(zhuǎn)基因的手段,利用MYB基因在抵抗逆境脅迫時的功能進(jìn)行了遺傳育種的改良。

        2.2.1 在植物生長發(fā)育過程中的作用 研究發(fā)現(xiàn),在植物次生壁合成過程中,有一類是發(fā)揮轉(zhuǎn)錄激活作用的MYB,還有一類是發(fā)揮轉(zhuǎn)錄抑制作用的MYB,但是多數(shù)是起到轉(zhuǎn)錄激活作用的,這2種MYB互相配合調(diào)節(jié)次生壁的形成。在擬南芥中,過表達(dá)AtMYB4和AtMTB83會促進(jìn)木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的合成;而抑制這2個基因的表達(dá),則會使得擬南芥次生壁加厚缺陷[48,53],與之類似的楊樹PtrMYB003和PtrMYB020在擬南芥中過表達(dá)也同樣能使木質(zhì)素、纖維素和半纖維素合成增加[54]。同時,也存在抑制植物次生壁合成的MYB基因,如缺失AtMYB75的擬南芥突變體中,有植物蠟質(zhì)相關(guān)的物質(zhì)含量顯著增加[55],同樣,AtMYB4在擬南芥中過量表達(dá),導(dǎo)致了木質(zhì)素代謝途徑中的下游基因C4H、CCoAOMT等的表達(dá)量下降,阻礙了木質(zhì)素的合成[56]。此外,擬南芥的AtMYB5基因,不僅參與植物外種皮細(xì)胞的分化,而且還參與了毛狀體調(diào)控的作用[57]。還有研究發(fā)現(xiàn),將MYB基因的激動自區(qū)域插入或缺失一定長度的片段,有可能會對MYB基因的表達(dá)起到激活作用,使得植物的花粉傳播方式發(fā)生了改變,同時黃酮類次生代謝物的含量也發(fā)生了變化[58]。

        王清等[59]研究發(fā)現(xiàn),MYB是通過調(diào)控二胺氧化酶基因表達(dá),來響應(yīng)生長素信號,從而起到調(diào)控側(cè)根發(fā)育的作用。研究發(fā)現(xiàn),擬南芥中的AtMYB66對其根毛的形成具有一定的調(diào)控作用[60]。此外,AtMYB57、AtMYB35等還參與了花粉的形成、發(fā)育等過程[51],AtMYB38則對側(cè)芽的發(fā)育起到一定的控制作用[61]。有研究發(fā)現(xiàn),MYB基因通過直接或間接地與光、溫度、激素等發(fā)生相互作用,從而影響植物的開花時間,如2個MYB轉(zhuǎn)錄因子LHY、CCA1,對擬南芥中生物鐘的調(diào)節(jié)和反饋起到非常重要的作用。Song[62]研究發(fā)現(xiàn),將ELE3基因通過生物技術(shù)手段突變,會使得與植物生物鐘調(diào)節(jié)相關(guān)的基因LHY的轉(zhuǎn)錄本和蛋白的表達(dá)都顯著減少,從而導(dǎo)致開花時間的提前,這說明MYB類轉(zhuǎn)錄因子LHY會影響植物的開花時間。還有研究發(fā)現(xiàn),有些MYB基因在植物中存在著功能冗余的現(xiàn)象,如擬南芥的AtMYB33和AtMYB65,若將這2個基因都突變,則植物花粉發(fā)育會發(fā)生缺陷,而單基因突變則花粉可以正常發(fā)育,所以得出結(jié)論:兩者可能是共同影響花粉發(fā)育的[63]。

        2.2.2 植物MYB基因家族與生物脅迫之間的關(guān)系 在植物的整個生命周期中,不僅會遭到惡劣環(huán)境帶來的傷害,而且還會受到一些病菌的侵?jǐn)_,植物不像人一樣可以通過移動或者利用工具來躲避外界環(huán)境的損傷,因此,植物在長期與自然環(huán)境和生物環(huán)境的適應(yīng)過程中,形成了一套應(yīng)對機(jī)制。而研究發(fā)現(xiàn),MYB基因家族在植物響應(yīng)非生物脅迫方面占據(jù)著重要地位。研究表明,在擬南芥受到病原侵染時,對其過敏性反應(yīng)起到正調(diào)控作用的AtMYB30可以立即發(fā)出信號調(diào)節(jié)植物體內(nèi)水楊酸的積累量,從而對細(xì)胞的死亡進(jìn)行調(diào)控[64]。煙草的MYB作為其體內(nèi)水楊酸合成下游的一種信號復(fù)合體,它可以與抗病相關(guān)蛋白DNA的啟動子序列結(jié)合,參與抗病相關(guān)蛋白DNA的激活和植物抗病性的產(chǎn)生[65]。此外,很多MYB類轉(zhuǎn)錄因子在茉莉酸和信號分子防御反應(yīng)中被激活,然后調(diào)節(jié)下游抗病DNA的過度表達(dá),以減少病原體引起的傷害[66-69]。

        2.2.3 植物MYB基因家族與非生物脅迫之間的關(guān)系 曹忠慧[70]研究發(fā)現(xiàn),蘋果的R2R3-MYB基因都可以在不同程度上響應(yīng)非生物脅迫,而MdMYB121、MdSIMYB1基因能被多種非生物脅迫明顯地誘導(dǎo),對這2個基因進(jìn)行超表達(dá)載體構(gòu)建后,將其轉(zhuǎn)入番茄和煙草中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能顯著提高這2種植物的抗旱性。還有研究表明,在水稻中將OsMYB3R-2基因過表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的細(xì)胞分裂指數(shù)增加,同時耐冷能力顯著提升[71],與之類似地在擬南芥中將OsMYB4基因過表達(dá),其過表達(dá)植株的耐寒能力也得到了明顯的提高[72]。馮波等[73]研究發(fā)現(xiàn),對楊樹進(jìn)行鹽脅迫處理,PtrMYB164在根、莖、葉中都表現(xiàn)為顯著上調(diào),在參與植物干旱和鹽脅迫方面,也有著許多關(guān)于MYB基因的報(bào)道。有試驗(yàn)證明,擬南芥的2個MYB基因AtMYB41、AtMYB96,其在正常條件下不表達(dá),但是當(dāng)給予其干旱和鹽脅迫時,這2個基因則被誘導(dǎo)高水平表達(dá)[74-75]。此外,還有AtMYB21,研究發(fā)現(xiàn)其在轉(zhuǎn)錄水平上對NaCl、ABA、高溫脅迫產(chǎn)生不同程度的應(yīng)答響應(yīng)[76]。

        徐正剛[77]在研究鎘脅迫對構(gòu)樹MYB基因表達(dá)的影響時發(fā)現(xiàn),構(gòu)樹R2R3-MYB在鎘脅迫響應(yīng)調(diào)節(jié)中具有良好的應(yīng)答潛力,隨后以BpMYB6為代表構(gòu)建了超表達(dá)載體,并且將其在構(gòu)樹中表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn),過表達(dá)株系在鎘脅迫條件下可以通過調(diào)節(jié)植株的多種代謝過程,從而改善植株的抗鎘能力。任永兵[78]在研究鉛脅迫對擬南芥MYB基因表達(dá)的影響時發(fā)現(xiàn),擬南芥的AtMYB50和AtMYB6l基因的表達(dá)被鉛強(qiáng)烈抑制,之后構(gòu)建了MYB50和AtMYB6l與鉛離子泵基因AtPDR12缺失雙突變體atpdr12atmyb50和atpdr12atmyb61,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其對于鉛脅迫的耐受性均高于單突變體,同時將AtMYB50和AtMYB61基因敲除,發(fā)現(xiàn)顯著增強(qiáng)了擬南芥的鉛耐受性以及植物體內(nèi)的鉛含量,此外,還證明了該基因?qū)︺U的耐受性具有專一性。

        2.3 植物MYB基因家族與花青素合成間的關(guān)系

        花青素屬于類黃酮類物質(zhì),廣泛存在于植物的很多部位中[79-80],它不僅可以改變使植物的果實(shí)和花朵呈現(xiàn)豐富多彩的顏色,而且當(dāng)植物遭受外界不良環(huán)境影響時,植物通過次生代謝途徑產(chǎn)生的花青素可以對植物起到一定的保護(hù)作用[81],此外,還對植物具有一定的光保護(hù)作用[82]。早在1996年,有研究人員試圖探究MYB蛋白與色素形成的關(guān)系,于是以植物的黃化苗為研究對象,探究其對光的需求。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MYB蛋白確實(shí)與植物的色素形成有關(guān),且可以通過改變MYB蛋白的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)品種改良[83]。還有研究表明,有結(jié)構(gòu)基因和轉(zhuǎn)錄因子2類與花青素合成代謝相關(guān)的基因,結(jié)構(gòu)基因主要包括CHS、CHI、F3H、DFR等[84],轉(zhuǎn)錄因子主要包括MYB、bHLH、WD40[85-87]。段晶晶[88]克隆了卵葉牡丹中的2個MYB基因,即PqMYB113和PqMYB4,研究發(fā)現(xiàn),PqMYB113對卵葉牡丹中花青素的合成有促進(jìn)作用,而PqMYB4對卵葉牡丹中花青素的合成具有抑制作用,經(jīng)過對該基因的空間表達(dá)分析發(fā)現(xiàn),PqMYB113在牡丹的紅葉期有較高的表達(dá)量,而在綠葉中的表達(dá)量較低;PqMYB4則相反,在綠葉期的表達(dá)量較高,紅葉期的表達(dá)量較低。還有研究發(fā)現(xiàn)MYB轉(zhuǎn)錄因子基因的表達(dá)會使得葡萄表皮的顏色增強(qiáng),同時漿果軟化程度也增強(qiáng),這表明MYB對花青素的形成有一定的調(diào)節(jié)作用[89]。王霜等[90]在苦蕎中克隆到一個屬于R2R2-MYB類型,與黃酮代謝相關(guān)的MYB轉(zhuǎn)錄因子FzMYB23,然后將其在擬南芥中過表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn)過表達(dá)株系的種皮顏色明顯深于野生型,并且轉(zhuǎn)基因株系中的與花青素合成相關(guān)的基因表達(dá)量也顯著升高。孫彬妹[91]在紫鵑中克隆了1個與類黃酮合成相關(guān)的R2R3-MYB類轉(zhuǎn)錄因子CsAN1,然后將其構(gòu)建超表達(dá)載體轉(zhuǎn)入本氏煙草中,發(fā)現(xiàn)其異位表達(dá)顯著增加了煙草葉片中的花青素積累,且與花青素合成相關(guān)的結(jié)構(gòu)基因明顯上調(diào)。

        王冠杰[92]探究了MYB轉(zhuǎn)錄因子和bHLH類轉(zhuǎn)錄因子之間的相互作用及對花青素合成關(guān)鍵基因CHS啟動子活性的調(diào)控,結(jié)果發(fā)現(xiàn):BrMYB75和BrTT8之間存在著相互作用,并且協(xié)同調(diào)控CHS的啟動子活性,且單獨(dú)的BrMYB75或BrTT8對CHS啟動子活性的影響較小。同樣,牛珊珊[93]在楊梅中也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果,楊梅中的MrMYB1協(xié)同bHLH類轉(zhuǎn)錄因子可以激活A(yù)tDFR啟動子,從而影響花青素苷的合成。

        2.4 植物MYB基因家族在茄子中的研究進(jìn)展

        茄子作為人們?nèi)粘I钪谐R姷囊环N蔬菜,其富含大量的花青素,具有較高的營養(yǎng)價(jià)值,因此,關(guān)于茄子中花青素合成的研究也成為當(dāng)前的一個熱點(diǎn)。邵文婷等[94]從紫茄中分離出一個R2R3-MYB類轉(zhuǎn)錄因子SmMYB1,通過將紫茄進(jìn)行遮光處理和正常培養(yǎng)處理發(fā)現(xiàn),遮光處理一致了紫茄果皮中花青素的含量,且SmMYB1的表達(dá)量下降,說明SmMYB1對紫茄中花青素的合成起到了一定的正調(diào)控作用,并且經(jīng)超表達(dá)該基因發(fā)現(xiàn),可以使得紫茄再生枝花青素得到一定的積累[95],這也進(jìn)一步表明了該基因的轉(zhuǎn)錄激活使得花青素合成途徑中的相關(guān)基因表達(dá)上調(diào),促進(jìn)了花青素苷的積累。扶京龍[96]在茄子中分離出2個MYB類轉(zhuǎn)錄因子,研究發(fā)現(xiàn),這2個基因?qū)η炎踊ㄇ嗨睾铣啥加幸欢ǖ恼{(diào)控作用,但是SmMYB18正向調(diào)控,而SmMYB19表現(xiàn)出負(fù)調(diào)控,并且SmMYB19對花青素的調(diào)控受溫度影響更大。王世界[97]采用一些類生物技術(shù)手段,最終篩選到SmMYB6是參與茄子花青素生物合成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。

        3 小結(jié)與展望

        到目前為止,已經(jīng)有大量植物的MYB基因家族被分離和鑒定,但是多數(shù)研究只停留在對其結(jié)構(gòu)、細(xì)胞定位、基因表達(dá)和調(diào)控、逆境脅迫下的基因表達(dá)等方面,對其功能的研究并不是特別深入。研究表明,MYB基因家族是植物中一個非常重要的基因家族,其在植物的生長發(fā)育(包括植物器官發(fā)生和生長,初生和次生代謝物質(zhì)積累等)和逆境脅迫響應(yīng)(包括對病原菌等生物脅迫的響應(yīng),對干旱、鹽害、低溫、重金屬等非生物脅迫的響應(yīng))等方面都起到了非常重要的作用。

        但是對于其如何對上述植物生理過程進(jìn)行調(diào)控的分子機(jī)制卻研究得比較少,因此,仍然有大量的工作需要研究者們開展相應(yīng)的試驗(yàn)來進(jìn)行揭示。需要從以下4個方面對MYB基因進(jìn)一步的深入研究。

        (1)通過利用酵母雙雜交系統(tǒng),篩查植物MYB基因參與植物生長發(fā)育和相應(yīng)逆境脅迫的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),最終確定其在調(diào)控通路上扮演著怎樣的角色,從而進(jìn)一步認(rèn)識該基因的功能,為后續(xù)通過轉(zhuǎn)基因手段進(jìn)行育種改良奠定基礎(chǔ)。

        (2)MYB基因家族包含著大量的基因成員,這些成員在調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育及相應(yīng)逆境脅迫的過程中,有哪些是某個基因單獨(dú)行使功能的,有哪些過程是由多基因共同調(diào)控的,這也需要研究者們經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

        (3)找尋一些極端耐逆植物,從中挖掘出新的、在植物生長發(fā)育過程中具有重要功能的MYB基因,從而豐富基因資源。同時,對這些基因進(jìn)行深入了解和研究,使得這些基因的功能得到更加有效和合理的應(yīng)用。

        (4)基于MYB基因家族在黃酮類代謝途徑中的重要作用,因此,可以在藥用植物中對其進(jìn)行更加深入的了解,一方面,探索其在黃酮類物質(zhì)代謝途徑中所扮演的角色,從而提高藥用植物黃酮類物質(zhì)積累量;另一方面,通過明確外界信號和內(nèi)源信號對黃酮類物質(zhì)積累的影響,藥用植物不同器官和部位黃酮類物質(zhì)積累的差異,通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的藥用植物,從而科學(xué)合理地指導(dǎo)藥用植物的人工種植和應(yīng)用。

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