橡胶树HbMYB20基因的克隆及其对拟南芥次生壁发育的调控
橡胶树HbMYB20基因的克隆及其对拟南芥次生壁发育的调控
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DOI：
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
仇键
中科院分区：
文献类型：
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作者：
刘彤;杨文凤;校现周;魏芳;高宏华;罗世巧;吴明;仇键
【目的】MYB 转录因子是调控植物木质素合成和次生壁形成的重要转录因子之一。本文分离克隆到一.个与拟南芥AtMYB20 高度同源的橡胶树MYB 转录因子基因HbMYB20，并在拟南芥中对其功能进行研究，以期了解.其在橡胶树木质素合成和次生壁发育的分子调控中的作用，为橡胶树木材形成的分子调控机制研究及其遗传改良.奠定基础。【方法】采用blast 分析从树皮转录组中筛选出与拟南芥AtMYB20 序列同一性较高的橡胶树MYB 基因.HbMYB20; 设计OＲF 区特异性引物，以树皮cDNA 为模板进行扩增得到该目的基因cDNA 序列。实时荧光定量.PCＲ 检测该基因在橡胶树叶片、胶乳、茎干以及木质部与韧皮部的相对表达量。构建HbMYB20 过表达植物载体，.使用农杆菌蘸花法转化拟南芥，获得该基因过表达转基因株系。采用乙酰溴法和间苯三酚染色法，分析转基因、野.生型拟南芥茎的木质素含量以及木质素在拟南芥茎基部横截面中的分布。对转基因、野生型拟南芥茎基部横截面.切片进行甲苯胺蓝染色，并测量分析导管、木质纤维和维管束间纤维细胞的细胞壁厚度。最后，采用实时荧光定量.PCＲ 分析转基因及野生型拟南芥木质素和纤维素合成相关酶基因的表达。【结果】克隆得到1 个橡胶树MYB 转录.因子基因HbMYB20，该基因开放阅读框( OＲF)为927 bp，编码309aa 的蛋白，氨基酸序列分析显示，HbMYB20 与.AtMYB20 /43 和AtMYB85 /42 同源性较高，属Ｒ2Ｒ3MYB 转录因子G8 亚组成员。表达分析显示HbMYB20 在橡胶树.茎干和木质部中高表达，胶乳中表达最低。对HbMYB20 过表达拟南芥分析显示，该基因在3 个转基因株系中均表.达; 相对野生型拟南芥，转HbMYB20 拟南芥植株生长抑制，木质部和维管束间纤维的木质素染色面积较少、染色程.度变浅，茎的木质素含量和木质纤维、导管及维管束间纤维的细胞壁厚度均显著低于野生型; 同时转基因株系中木.质素合成关键酶基因4CL1 和CCoAOMT 的表达量以及纤维素合成关键酶基因CesA8 的表达显著下调。【结论】橡.胶树MYB 转录因子G8 亚组成员HbMYB20，在茎和木质细胞中高表达。拟南芥中过表达HbMYB20 导致转基因植.株的矮小，细胞壁变薄，阻碍木质部中木质素的合成和积累，同时木质素和纤维素合成相关酶基因的表达显著下.降。由此推测HbMYB20 对拟南芥的木质素和纤维素合成都具有负调控作用，可能是1 个橡胶树次生壁发育的负.调控因子。