卵叶牡丹叶片花色苷合成相关bHLH筛选、克隆与功能分析

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zzbluebus
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卵叶牡丹(Paeonia qiui)是我国特有的野生牡丹,在其发育前期叶片一直呈现紫红色,具有良好的观叶价值。在前期卵叶牡丹叶片转录组数据的基础上,筛选出与叶片花色苷合成相关的bHLH转录因子(PqbHLH1),通过对其克隆、生物信息学分析、表达模式分析和功能验证,明确其功能。主要研究结果如下:1.PqbHLH1基因的编码区区域为1920bp,编码639个氨基酸,具有2个保守的结构域,MYB作用结构域和Helix-Loop-Helix结构域。聚类分析表明PqbHLH1与拟南芥AtbHLH2/EGL3、AtbHLH1/GL3等花色苷合成相关的bHLH聚合在一起,并且与葡萄的VvMYCA1、荔枝的LcbHLH1蛋白相似性较高。亚细胞定位显示PqbHLH1转录因子定位在细胞核中。2.卵叶牡丹叶片花色苷含量呈现前期高后期低的趋势,与叶片表型趋势一致。花色苷合成结构基因PqCHS、PqF3’H、PqDFR和PqANS的表达量也都呈现前期高后期低的趋势,与花色苷含量趋势一致。但PqbHLH1基因的表达呈现前期低后期高的趋势,与花色苷含量趋势相反。同时,PqbHLH1基因表达具有一定的组织特异性,在萼片和叶片中表达量较高,花瓣中表达量次之,雌蕊和雄蕊中较低。3.过表达PqbHLH1基因的拟南芥株系的主根颜色呈红褐色,积累有少量的花色苷,而野生型拟南芥植株根系颜色较浅。过表达株系中AtCHS、AtCHI、AtF3H、AtF3’H、AtUFGT和AtFLS等结构基因的表达水平较野生型均显著增加,花色苷和黄酮醇含量也有所上调。
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