MYC和Myb转录因子对橡胶生物合成关键酶转录调节的研究

【摘要】天然橡胶作为世界上四大工业原材料之一,是一种重要的战略物资。目前,99%以上的天然橡胶来源于巴西橡胶树(Heveabrasiliensis)。橡胶树的乳管是合成和贮存天然橡胶的组织。天然橡胶的生物合成是一种典型的植物类异戊二烯代谢。树干树皮中的乳管数量、两次割胶间的胶乳再生和排胶持续时间是决定天然橡胶产量的三个关键因素。这三个因素既是品种的遗传特性,又明显受环境条件的影响。研究表明,茉莉酸是调节乳管分化的关键信号分子,同时橡胶生物合成也主要受茉莉酸信号途径调节。在茉莉酸信号途径的分子机制研究表明,MYC转录因子家族成员对茉莉酸响应的功能基因有重要的调节作用。目前,已有证据表明MYC家族成员参与橡胶合成关键酶的转录调节。但是,对多数关键酶的转录调节以及MYC家族成员之间及其与其他转录因子家族成员之间相互作用对橡胶生物合成关键酶的转录调节还了解得很少。本文采用荧光定量PCR、酵母单杂交和酵母双杂交等分子生物学的相关技术,对6个胶乳合成关键酶成员的转录因子进行鉴定,并分析了这些转录因子之间的相互作用,为进一步研究橡胶生物合成的调控机制奠定基础。主要研究结果如下：(1)利用生物信息学技术从橡胶树胶乳转录组数库中搜索到4个新的MYC成员,并克隆出他们的全长CDS:HblMYC6,HblMYC7,HblMYC8,HblMYC9。生物信息学分析表明他们都不含有内含子,编码蛋白质都含有bHLHMYC-N和HLH两保守结构域,属于MYC家族成员,其中Hb1MYC6,Hb1MYC7跟AtMYC2的同源性分别达到54.78%和55.83%,属于一个进化分支。(2)从橡胶树基因组库或NCBI数据库中搜索到了HMGR1、HMGS1、HRT1、HRT2、REF和SRPP基因启动子序列,其中HMGR1启动子序列1501bp,HMGS1启动子序列1100bp,HRT1基因启动子1461bp,HRT2基因启动子1500bp,REF基因启动子1500bp,SRPP基因启动子1159bp。(3)利用点对点酵母单杂交技术证明了:Hb1MYC1,Hb1MYC3,H1MYC7与橡胶生物合成关键酶REF和SRPP基因启动子G-box元件有结合活性；Hb1MYC7与橡胶生物合成关键酶HMGR基因启动子序列中的G-box元件有结合活性。(4)通过点对点酵母双杂技术证明Hb1MYC1和Hb1MYC1、Hb1MYC1和Hb1MYC3、HbMyb1和Hb1MYC1,以及HbMyb1和HbMyb1之间存在物理的互作关系。但是Hb1MYC3和Hb1MYC6或HbMy1之间不存在物理的互作关系。(5)冠菌素可以上调Hb1MYC1,Hb1MYC3的表达,上调效用没有持续效果存在。冠菌素上调胶乳合成关键酶HRT1,HMGR1,SRPP,REF的表达。
【作者】包杰；
【导师】田维敏；
【作者基本信息】海南大学，发育生物学，2014，硕士
【关键词】巴西橡胶树；天然橡胶生物合成；茉莉酸信号途径；MYC转录因子；冠菌素(COR)；

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