[發明專利]梨轉錄因子PyMYB114及其重組表達載體和應用

有效

• 申請號: 201710485838.8
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107267522B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 吳俊;姚改芳;明美玲;張紹鈴;谷超;常耀軍;汪潤澤;殷豪
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/08;A01H6/82
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

本發明公開了梨轉錄因子PyMYB114及其重組表達載體和應用。一種分離自‘八月紅’梨具有促進植物器官脫落功能的轉錄因子PyMYB114基因，其核苷酸序列為SEQ ID No.1所示，其編碼的氨基酸序列為序列表SEQ ID No.2所示。通過農桿菌介導遺傳瞬時轉化方法把PyMYB114與它的輔助因子PybHLH3共同轉化到煙草葉片，草莓和梨果實，都能促進花青苷的生物合成。這些結果表明本發明克隆的PyMYB114基因具有促進花青苷生物合成的功能。PyMYB114基因的發現，為促進紅皮梨花青苷生物合成的分子育種提供新的基因資源，為實施綠色農業提供新的遺傳資源。

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，涉及梨轉錄因子PyMYB114及其重組表達載體和應用，具體涉及從‘八月紅’梨中分離、克隆得到一個梨果皮色澤調控相關的R2R3 MYB基因家族成員PyMYB114基因及其應用。

背景技術

花青苷是在高等植物中產生的次生代謝產物，它使鮮花和水果呈現出鮮艷的顏色。在花中，這些色素能夠吸引傳粉者；在水果中，它們吸引動物來幫助廣泛的傳播傳播種子(Regan et al., 2001；Schaefer et al.,2004)。花青苷對植物抗病性也起著重要的作用，比如在抵御紫外線，抗氧化活性方面的作用(Bieza et al.,2001；Veeriah et al.,2006)，還有各種有益健康的方面的作用，比如提供神經系統的保護和心血管疾病、癌癥和糖尿病等方面(Konczak et al.,2004；Butelli et al., 2008)。

花青苷的生物合成通路是由關鍵結構基因的控制在很多植物中已經被充分研究(Jaakola et al.,2013)。這是由許多酶催化步驟組成的一系列催化反應構成的類黃酮生物合成代謝通路，包括的主要關鍵催化酶有苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查耳酮合酶(CHS)、查耳酮異構酶(CHI)和黃烷酮3-羥化酶(F3H)，以及在生成花青苷過程中發生的系列反應，包括二氫黃酮醇4-還原酶 (DFR)，花青苷合成酶(ANS)和UDP-glucose:黃酮類3-O-葡糖基轉移酶(UFGT)(Takos et al., 2006)。此外，轉錄因子調控結構基因的表達進而引起花青苷的生物合成方面的研究也有相關的報道(Zhang et al.,2003；Rowan et al.,2009)。在園藝作物中，果實中花青苷積累的分子機制也得到廣泛的研究。R2R3-MYB轉錄因子在花青苷生物合成過程中具有重要的調控作用。例如蘋果(Malus×domestica)，MdMYB10和MdMYB110a分別從紅色果肉蘋果‘Red Field’和‘Sangrado’中被克隆，它們被證明分別正向調控類型I/II蘋果果皮的色澤(Espley et al.,2007； Chagnéet al.,2013)。還有兩個蘋果中發現的轉錄因子，MdMYB1和MdMYBA，是蘋果中受光誘導促進花青苷生物合成的至關重要的調控因子(Takos et al.,2006；Ban et al.,2007；Li et al., 2012)。草莓(Fragaria×ananassa)FaMYB10已經被證明是正向調節花青苷生物合成 (Medina-Puche et al.,2014)。然而，關于對花青苷代謝通路的轉錄抑制也有報道。這些研究包括草莓FaMYB1(Fragaria×ananassa)和FcMYB1(Fragaria chiloensis)，矮牽牛PhMYB27，葡萄VvMYBC2-L1和Medicago truncatula MtMYB2(Aharoni et al.,2001；Salvatierra et al.,2013；Albert et al.,2014；Huang et al.,2014；Jun et al.,2015)。超表達的FaMYB1導致煙草(Nicotiana tabacum) 花青苷合成的抑制，抑制FcMYB1是通過瞬時RNA干擾草莓果實促進花青苷的生物合成的增加。同樣的，RNA干擾抑制PhMYB27能增加矮牽牛的花和營養組織中花青苷的積累(Albert et al., 2014)。擬南芥AtMYBL2(Matsui et al.,2008)的同源基因VvMYBC2-L1會抑制原花青苷的(PA)積累和下調PA相關基因的表達通過在葡萄果實的數量性狀定位和轉錄阻遏MtMYB2調控花青苷和原花青苷積累通過MBW復合體(MYB14/MYB5-TT8-WD40-1)的激活劑的介導作用在 Medicago truncatula。因此，花青苷生物合成受轉錄因子或轉錄調控復合體構成的調控網絡的調控(Nesi et al.,2001；Hichri et al.,2011；Cavallini et al.,2015)。