【摘 要】
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油菜作为我国重要的经济作物,是国产植物油的主要来源。当前,区域性干旱严重影响油菜的正常萌发和生长,对油菜高产稳产带来了较大挑战。种皮粘液质,作为果胶类多糖化合物,可显著提升种子在干旱条件下的萌发活力,进而有利于油菜后续生长发育。AtMYB52转录因子参与调控拟南芥种皮粘液质的合成过程,但对于甘蓝型油菜同源基因BnMYB52-1在粘液质合成方面的调控作用尚不清楚。因此,本试验系统分析了BnMYB52
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油菜作为我国重要的经济作物,是国产植物油的主要来源。当前,区域性干旱严重影响油菜的正常萌发和生长,对油菜高产稳产带来了较大挑战。种皮粘液质,作为果胶类多糖化合物,可显著提升种子在干旱条件下的萌发活力,进而有利于油菜后续生长发育。AtMYB52转录因子参与调控拟南芥种皮粘液质的合成过程,但对于甘蓝型油菜同源基因BnMYB52-1在粘液质合成方面的调控作用尚不清楚。因此,本试验系统分析了BnMYB52-1蛋白质的理化性质以及与其他作物的亲缘关系,从甘蓝型油菜品种“中双11”中克隆了BnMYB52-1的全长编码序列,研究了BnMYB52-1的时空表达模式,并在拟南芥中初步探究其在粘液质合成和干旱胁迫响应方面的调控功能。主要研究结果如下:（1）AtMYB52在甘蓝型油菜基因组中有6个同源基因,分别为BnMYB52-1～BnMYB52-6。多序列比对结果表明,6个同源基因与AtMYB52的氨基酸序列相似度在61.57%～86.00%之间,具有典型的MYB-like保守结构域,其中BnMYB52-1与AtMYB52氨基酸序列相似度为84.00%。系统进化树分析表明,BnMYB52-1与AtMYB52处于同一分支上,二者亲缘关系密切。生物信息学分析表明,BnMYB52-1是弱碱性、亲水性、不稳定蛋白质;无信号肽和跨膜结构;二级结构和三级结构主要由无规矩卷曲和α螺旋组成;蛋白磷酸化位点有20个,主要发生在丝氨酸残基。（2）亚细胞定位结果表明,BnMYB52-1定位在烟草叶片细胞的细胞核中,推测其作为转录因子发挥作用。利用荧光定量PCR分析BnMYB52-1在甘蓝型油菜品种“中双11”不同组织的表达水平,结果表明BnMYB52-1在根、茎、叶、花以及不同发育时期的种子中均有表达,并且随着种子的发育表达量成上升趋势。（3）利用钌红染液对种皮粘液质染色观察发现,在拟南芥myb52-1突变体背景下过量表达BnMYB52-1（myb52-1 35S:BnMYB52-1—6HA）能完全恢复突变体种皮粘液层少的表型,并且使粘液质合成相关基因的表达恢复到野生型水平。种子颜色、形态和千粒重等性状不受影响。这些结果表明,BnMYB52-1和AtMYB52在调控种皮粘液质合成方面具有类似的生物学功能。（4）干旱胁迫试验表明,在300 m M mannitol胁迫下,拟南芥myb52-1和myb51-2突变体的种子萌发率显著降低,转基因株系myb52-1 35S:BnMYB52-1—6HA可将突变体种子低萌发率的表型恢复到野生型水平。另一方面,在干旱胁迫条件下,拟南芥myb52-1和myb51-2突变体幼苗中At RD22、At CBL1、At KIN、At RAB18、At ADH和At RD29A胁迫响应基因表达量均显著低于野生型,在转基因株系myb52-1 35S:BnMYB52-1—6HA中以上胁迫响应基因的表达水平均恢复至野生型水平。以上结果表明BnMYB52-1和AtMYB52在干旱胁迫响应方面功能类似。综上所述,本试验分析了BnMYB52-1蛋白质的理化性质和时空表达模式,初步探究了BnMYB52-1在种皮粘液质合成和干旱胁迫响应方面的调控功能。该研究为保障油菜在干旱条件下正常萌发、一播全苗提供新的基因资源,为油菜种质资源创新和新品种培育提供了新思路。
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