木薯干旱胁迫相关R2R3-MYB转录因子MeMYB63的基因特性及启动子分析

【摘要】木薯(ManihotesculentaCrantz)是一种具有高光效、高光合量等特性的热带作物,对热带的间歇性干旱有着独特的适应机制。干旱胁迫能够影响作物生长发育,并且限制作物产量,是重要的非生物胁迫因子之一。在干旱胁迫条件下,植物可以通过调控相关基因的表达来启动一系列应对干旱环境的生理生化反应。在拟南芥、水稻和玉米等植物中的研究表明,MYB转录因子是一个超级家族,其成员在基本代谢和次生代谢、细胞分化、发育过程以及响应胁迫过程均起到重要的调控作用(Gaoetal.2011;Wangetal.2002;Rabinowiczetal.1999),其中的R2R3型转录因子广泛参与了植物对逆境胁迫响应的应答过程。因此针对木薯MYB转录因子的研究,能够从一定程度上解析木薯抗旱高产分子机理,而且对于最终木薯抗旱品种的育种具有极为重要的意义。木薯基因组测序工作的完成,为木薯基因功能及表达调控的研究提供了极大的便利。通过转录组测序及半定量RT-PCR分析,我们发现木薯中有数个MYB基因对干旱胁迫有明显的响应,例如本论文中研究的MeMYB63基因。在干旱胁迫处理14天的木薯叶片及叶柄中,MeMYB63基因的表达量明显下调。为了研究该基因在干旱胁迫条件下的表达调控,本实验分离了木薯MeMYB63基因起始密码子上游1500bp的启动子区,对其序列进行分析发现MeMYB63启动子具有ABRE、WRKY、I-BOX、T-BOX和MYB、MYC等一些重要的顺式作用元件。以GUS作为报告基因,在转基因拟南芥中对启动子活性进初步的分析,发现该启动子在转基因拟南芥幼苗的叶片和根中均有活性。MeMYB63基因基因组DNA序列全长753bp,具有3个外显子和2个内含子区。MeMYB63包含2个MYB保守DNA结合结构域(MYBDNABindingDomain),属于典型的R2R3类型的MYB基因。利用绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)作为标记蛋白,通过农杆菌介导的烟草瞬时转化系统对该基因表达产物进行亚细胞定位分析,结果发现MeMYB63与GFP的融合蛋白仅在细胞核出现。此外,通过酵母转录激活实验发现MeMYB63具有明显的转录激活功能,表明该基因具有转录激活结构域(Activationdomain,AD)。本论文的实验结果表明,木薯MeMYB63基因是一个R2R3-MYB转录因子,在木薯的叶片中对干旱胁迫的信号有明显的响应,其启动子在转基因拟南芥的叶片和根中均有活性,为今后进一步研究该基因功能以及干旱胁迫条件下的表达调控奠定了基础。
【作者】荣晶；
【导师】彭明；
【作者基本信息】海南大学，植物分子遗传，2014，硕士
【关键词】木薯；MeMYB63；R2R3-MYB转录因子；蛋白亚细胞定位；转录激活；启动子；

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