课题基金 / 基金详情

VuMYB1基因启动子变异导致笃斯越桔果实花青苷积累功能缺失的分子调控机制

批准号:
32160690
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
宗成文
依托单位:
学科分类:
果树种质资源与遗传育种学
结题年份:
2025
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑雨航、陈佳禚、田鑫、金珍伶、李彤

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
白果笃斯是笃斯越桔果实花青苷合成障碍突变体,其果实在低温刺激下也不能合成花青苷,是研究花青苷合成和调控机理的良好材料。项目组前期筛选的VuMYB1,是调控花青苷合成和白果笃斯越桔果皮着色变异的关键基因,其作用机制以及调控白果变异机理尚不清楚。本研究拟以笃斯越桔及白果变种为试材,比较其启动子序列与结构,利用酵母单杂交筛选其上游转录因子,研究启动子功能及其变异,阐明白果笃斯越桔果实花青苷合成障碍的分子机制,开发分子标记并用于自然群体鉴定;研究VuMYB1及其上游转录因子在不同光温组合处理下的表达模式;研究瞬时和过量表达对拟南芥、果实愈伤组织及白果变种果实花青苷合成的影响,VIGS验证基因沉默对野生型果实花青苷合成的影响;酵母双杂交筛选其互作蛋白,探讨VuMYB1互作蛋白复合体对花青苷合成结构基因的调控作用。研究结果不仅能丰富笃斯越桔花青苷合成调控理论,而且对资源的利用及品种改良具有重要的意义。
英文摘要
White-fruited bog billberry is a mutant of Vaccinium uliginosum, which can't synthesize anthocyanin under low temperature stimulation. It is a good material for studying the mechanism of anthocyanin synthesis and regulation. VuMYB1, screened by our group in the early stage, is the key gene for anthocyanin synthesis and variation of skin color in white-fruited, but Its mechanism of acting and regulating pericarp coloring variation of Vaccinium uliginosum are still unclear. In this study, the promoter sequences of the white-fruited varieties and its wild type were compared, screen the upstream transcription factors by yeast one hybrid, study the promoter function and variation, elucidate the molecular mechanism of anthocyanin synthesis disorder in Vaccinium uliginosum fruit, develop molecular markers and use them in natural population identification, and study the expression of VuMYB1 and its upstream transcription factors in different light and temperature groups. The effects of transient and overexpression on anthocyanin synthesis in Arabidopsis, calli and White-fruited varieties were studied. VIGS was used to verify the effect of gene silencing on anthocyanin synthesis in wild-type fruits. Yeast two hybrid was used to screen the interacting proteins and explore the regulation of VuMYB1 interacting protein complex on structural genes of anthocyanin synthesis. The results not only enrich the theory of anthocyanin synthesis regulation of Vaccinium uliginosum, but also have important significance for resource utilization and cultivated varieties improvement.
本项目系统揭示了笃斯越桔果实花青苷积累的分子机制。研究发现,白果变种中花青苷合成核心转录因子VuMYB1的启动子区域存在关键结构变异,并伴随异常高水平的DNA甲基化修饰,二者共同导致其转录沉默。VuMYB1功能的丧失,是白果笃斯越桔性状形成的关键原因,揭示了MBW(MYB-bHLH-WD40)复合体对花青苷合成的关键作用。利用转录组学预测了低温下笃斯越桔果实着色的潜在调控基因,并绘制了从上游转录因子到关键基因VuMYB1,再至下游合成途径的级联调控网络,阐明了果实着色的多层级调控模式。该成果为理解植物花青苷变异的分子基础提供了参考,并为浆果色泽品质改良奠定了重要理论依据。主要结果如下:1.VuMYB1正向调控笃斯越桔花青苷生物合成,并与花青苷合成通路关键结构基因启动子结合并激活其转录。2.确定了笃斯越桔MBW(MYB1-bHLH4-TTG1)复合体功能,三者协同调控花青苷积累,解析了抑制因子VuMYB4在花青苷合成中的作用,并与VuMYB1形成“激活-抑制”的反馈调节机制。3.筛选了与VuMYB1互作的潜在转录因子,发现ABA信号通路、JA信号通路及GA信号通路可能参与低温诱导笃斯越桔果实花青苷合成的过程。4.基于低温转录组,筛选低温促使花青苷生物合成的转录因子,其中BBX蛋白是笃斯越桔果实响应低温胁迫的主要转录因子,WRKY转录因子在果实花青苷积累中发挥重要作用,以VuMYB1核心,进而调控花青苷生物合成。5.野生型及白果变种笃斯越桔VuMYB1启动子存在单碱基差异,结构差异导致顺式作用元件缺失,影响转录因子活性;白果笃斯越桔VuMYB1启动子的高度甲基化致使VuMYB1表达受阻,进而导致花青苷合成途径关键基因转录水平显著降低,果实无法正常着色。
笃斯越桔与蓝莓种间杂交受精前障碍的分子机理
  • 批准号:
    32560713
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    宗成文
  • 依托单位:
VuMYB1基因启动子变异导致笃斯越桔果实花青苷积累功能缺失的分子调控机制
  • 批准号:
    32160690
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    35万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    宗成文
  • 依托单位:
长白山笃斯越桔种质资源遗传多样性及优异种质的发掘
  • 批准号:
    31760557
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    宗成文
  • 依托单位:
笃斯越桔果皮色泽变异的分子解析及相关基因的克隆
  • 批准号:
    31460504
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    52.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    宗成文
  • 依托单位:
国内基金
海外基金