[發明專利]轉錄因子PsMYB1在調控牡丹花瓣花青苷合成上的應用

有效

• 申請號: 202110305785.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113005139B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 周琳;王雁;齊宇
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林業研究所
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;C07K14/415;C12N15/29;A01H5/02;A01H6/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種轉錄因子PsMYB1在調控牡丹花瓣花青苷合成上的應用，其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。PsMYB1能夠單獨激活PsDFR和PsANS啟動子的表達，也能和PsbHLH1、PsWD40?1組成復合體提高PsDFR和PsANS的啟動子活性，從而促進牡丹花瓣內花青苷的合成。

技術領域

本發明屬于分子生物學領域，具體涉及一種與牡丹花瓣花青苷合成相關的MYB轉錄因子及其應用。

背景技術

牡丹(Paeonia suffruticosa Andrews)為芍藥科(Paeoniaceae)、芍藥屬(Paeonia)牡丹組(Sect.Moutan DC.)落葉亞灌木，是原產中國的重要傳統觀賞植物和藥用植物，具有極高的觀賞價值和經濟價值。花色是觀賞植物重要的品質性狀。按傳統色系來劃分，牡丹花色大致可分為紅、粉、紫、白、黃、黑、綠、藍、復色等9大色系。然而，由于長期采用品種群內近緣雜交，我國栽培牡丹品種花色雷同問題日趨嚴重。闡明牡丹花色形成的分子機制，利用高效的分子生物學手段開展牡丹花色育種勢在必行。

研究表明，類黃酮是牡丹花色形成的決定性色素群，不同色系之間，差異主要集中在花青苷的成分和含量上。花青苷合成途徑是源自苯丙烷代謝的類黃酮合成途徑的一個分支，涉及多個結構基因、調節基因和環境因子的相互作用。其中，含有R2和R3兩個DNA結合區域(MYB基序)的R2R3 MYB蛋白是植物轉錄因子中最大的家族之一，也是花青苷生物合成中涉及最廣泛的調節因子。目前已知模式植物擬南芥MYB家族有124個基因，根據保守元件可劃分為22個亞類，調控黃酮類化合物合成的MYB蛋白屬于Stracke分類中的1～7，其中PAP1、PAP2、MYB113和MYB114基因可以直接調控花青苷合成酶基因的轉錄水平，進而促進細胞中花青苷的合成。此外，大量研究表明，MYB轉錄因子的調控作用具有明顯的組織特異性；除正調控作用外，還存在對花青苷合成起負調控作用的MYB成員；它既可以和bHLH、WDR類轉錄因子共同作用形成MBW復合體來調控基因的表達，也可以單獨進行調控。

目前，對牡丹花色形成相關MYB轉錄因子的研究還處于起步階段，且大都集中在候選基因的篩選及轉基因功能驗證等方面，關于其對花青苷合成途徑中結構基因的調控作用以及各轉錄因子間的互作關系還不清楚。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為：如何提供一種調控牡丹花瓣花青苷合成相關的MYB轉錄因子的應用。

本發明的技術方案為：轉錄因子PsMYB1或編碼轉錄因子PsMYB1的基因在調控牡丹花瓣花青苷合成上的應用，所述轉錄因子PsMYB1的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

進一步地，所述應用為轉錄因子PsMYB1或編碼轉錄因子PsMYB1的基因在激活牡丹PsDFR基因或/和PsANS基因啟動子上的應用。

進一步地，上述所述編碼轉錄因子PsMYB1的基因的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明選取中原牡丹品種‘玉板白’(白色花)、‘趙粉’(粉色花)和‘黑花魁’(深紫紅色花)為試材，基于轉錄組數據和生物信息學分析，篩選出2個可能參與牡丹花青苷合成調控的MYB轉錄因子PsMYB1和PsMYB2，采用RACE-PCR和RT-PCR相結合的方法，分離了PsMYB1和PsMYB2的cDNA全長，并開展了基因表達模式分析，發現PsMYB1可能在調控花青苷合成中起關鍵作用。通過酵母單雜技術、雙熒光素酶試驗和活體成像試驗，證明PsMYB1能夠結合到PsDFR和PsANS的啟動子區域，激活它們的表達，也能參與組成MBW復合體，增強PsDFR和PsANS的啟動子活性，促進花青苷的合成。本發明為揭示牡丹花色形成的轉錄調控機制提供思路和依據，并為觀賞植物花色分子育種提供了重要靶基因。利用PsMYB1能夠促進花青苷合成途徑下游結構基因表達的作用，以其為外源基因，可通過轉基因技術培育花色變異的花卉新品種。

附圖說明