小麦MYB基因的表达分析

植物转录因子MYB基因家族的研究进展一、本文概述植物转录因子在植物生长发育和响应环境胁迫等过程中起着至关重要的作用。

其中，MYB基因家族作为植物转录因子中最大的家族之一，其成员数量众多，功能多样，研究价值极高。

本文旨在全面综述近年来植物MYB基因家族的研究进展，从MYB基因的结构特点、分类、功能及其在植物抗逆、次生代谢、生长发育等过程中的应用进行阐述，以期为进一步深入研究MYB基因家族在植物中的功能和应用提供有益的参考。

本文将对MYB基因家族的结构特点进行概述，包括其DNA结合域的结构、保守性及其与DNA结合的机制等。

我们将对MYB基因家族进行分类，包括R2R3-MYB、3R-MYB、4R-MYB和单R-MYB等亚族，并简要介绍各亚族的特点和代表性成员。

在此基础上，我们将重点综述MYB基因在植物抗逆、次生代谢、生长发育等方面的功能和应用，包括其在响应干旱、盐碱、低温等逆境胁迫中的作用，以及在调节植物次生代谢、控制植物形态建成和生长发育过程中的作用等。

我们将对MYB基因家族的研究前景进行展望，以期为植物生物学和农业科学研究提供新的思路和方法。

二、MYB基因家族概述MYB基因家族是植物中最大且最复杂的一类转录因子家族，它们在植物的生长、发育以及应对生物和非生物胁迫等多个生物学过程中发挥着关键作用。

MYB转录因子的命名源于其特有的DNA结合域——MYB结构域，该结构域由一系列不完全重复的R（repeat）单元构成，每个R单元约包含51-53个氨基酸，通过形成螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix）结构来特异性地识别并结合DNA序列。

根据MYB结构域的数量和序列特征，植物MYB基因家族通常被分为四大类：R1/2-MYB、R3-MYB、MYB-related和4R-MYB。

其中，R1/2-MYB 和R3-MYB分别含有一个和三个MYB结构域，而MYB-related类则仅包含不完整的MYB结构域。

通过外源MYB基因的表达提高水稻的抗逆性MYB基因家族是植物中数量最多的一类转录调控因子,R2R3-MYB基因是MYB基因家族中最大的一个亚家族。

R2R3-MYB基因不仅参与植物的发育及代谢过程,同时还在生物胁迫以及非生物胁迫耐性中发挥重要作用。

Am ROSEA1属于R2R3-MYB蛋白,是调节金鱼草花色素分布及密度的关键因子。

Am Rosea1之前被引入烟草、番茄、矮牵牛以及棉花等多个双子叶物种中,并且显著提高了转基因植株花青素或其他次级代谢物的含量。

为了研究Am Rosea1异位表达对于水稻生长发育的影响,我们将Am Rosea1转入日本晴水稻,检测了转基因水稻中花青素以及类黄酮的含量,并进行了高盐胁迫以及干旱胁迫实验。

我们发现,外源Am Rosea1基因能够显著提高转基因水稻对于高盐胁迫以及干旱胁迫的耐性。

我们对野生型水稻以及转基因水稻在正常生长环境以及高盐或干旱胁迫条件下的转录组进行了测序分析,发现一系列和胁迫相关的基因的转录水平受到了外源Am Rosea1的影响。

这些受影响的基因涉及胁迫信号转导、激素信号通路、离子平衡以及活性氧的清除。

实验结果如下:1、获得过量表达Am Rosea1的转基因水稻植株我们构建了35S启动子启动Am Rosea1过量表达的表达载体,并将其转入水稻栽培品种日本晴中。

利用Am Rosea1特定的引物,对抗性苗进行PCR验证,共有24棵PCR阳性植株。

半定量实验证明OXR20,OXR21和OXR22三个植株中Am Rosea1的表达量较高。

2、测量花青素和总类黄酮的含量为检测Am Rosea1的过量表达对水稻花青素和总类黄酮积累量的影响,我们用分光光度法测量了成熟种子、三叶期以及抽穗期叶子中的含量,发现Am Rosea1的过量表达并没有影响转基因水稻植株中花青素和总类黄酮的含量。

3、检测转基因植株对于高盐和干旱胁迫的耐性经干旱胁迫处理之后,OXR20、OXR21和OXR22的存活率分别为78%±5.6%,85%±8.2%和80%±7.1%,均高于WT植株20.8%±1.7%的存活率;高盐胁迫处理之后,OXR20、OXR21和OXR22的存活率分别为70%±5.9%、75%±5.6%和69%±4.3%,WT植株全部死亡。

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(8): 1323−1329/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01323小麦转录因子TaMyb2s的克隆及表达贾东升1,2毛新国2景蕊莲2,*张晓科1昌小平2(1 西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌712100; 2 中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与遗传改良国家重大科学工程 / 农业部作物种质资源与生物技术重点开放实验室, 北京100081)摘要: 利用小麦TaMyb2基因特异引物, 克隆了3种类型TaMyb2的cDNA序列, 分别命名为TaMyb2-I、TaMyb2-II和TaMyb2-III。

氨基酸序列比对结果表明, TaMyb2s的序列高度相似。

系统进化树分析显示, TaMyb2s与来自大麦、水稻等的直系同源基因编码蛋白的亲缘关系较近; TaMyb2s的3种类型与小麦基因组没有明显的对应关系。

实时定量PCR检测结果表明, 小麦幼苗中的TaMyb2s均参与对渗透胁迫的应答反应, 但表达模式不尽相同, TaMyb2-III对渗透胁迫的应答最迅速, TaMyb2-I次之, TaMyb2-II最迟缓。

从小麦不同发育时期幼嫩组织中TaMyb2s的表达情况推测, TaMyb2-I和TaMyb2-III可能主要在生长发育的前期调控下游基因, 而TaMyb2-II主要在发育后期发挥作用。

关键词: 小麦; MYB转录因子; 基因克隆; 非生物胁迫; 基因表达Cloning and Expression of Transcription Factor TaMyb2s in WheatJIA Dong-Sheng1,2, MAO Xin-Guo2, JING Rui-Lian2,* , ZHANG Xiao-Ke1, and CHANG Xiao-Ping2(1 College of Agronomy, Northwest A & F University, Yangling 712100, Shaanxi; 2 National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement / Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology, Ministry of Agriculture / Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)Abstract: MYB, one of the biggest transcription factor families, plays a crucial role in regulating cellular morphogenesis, sec-ondary metabolism, responding to hormone and stress signals in plants. Several MYB transcription factors were involved in re-sponse to various abiotic stresses, such as drought, salinity, and low temperature. In this study, Hanxuan 10, a wheat (Triticum aestivum) cultivar with strong drought resistance, was employed to clone MYB gene using specific primers of TaMyb2. Three types of cDNA with high identities of 95.3%, 95.0%, and 99.6% to TaMyb2 were obtained, and designated TaMyb2-I, TaMyb2-II, and TaMyb2-III, respectively. Structure analysis indicated that the 3 types of TaMyb2 gene contained 2 MYB DNA-binding do-mains, and classified to R2R3-MYB sub-family. Phylogenetic analysis based on the putative amino acid sequences indicated that TaMyb2 were closer to HvMYB4 and OsMYB4 originated from barley and rice, respectively, while had less relations to ZmMYB39 from maize (Zea mays), AtMYB15 from Arabidopsis and NtMYB1 from tobacco (Nicotiana tabacum). No corre-sponding relationships were observed between the TaMyb2s and A, B, D genomes of common wheat according to phylogenetic analysis of common wheat and its relative species T. urartu, Aegilops speltoides, Ae. tauschii, T. dicoccoides, and T. araraticum. The different expression patterns of TaMyb2s were observed using real-time quantitative PCR methods, though all the 3 types were associated with osmotic stress. TaMyb2-III was the most sensitive to hyperosmolality, followed by TaMyb2-I. In addition, the differential expression levels of TaMyb2s were detected in tender tissues at different developmental stages in wheat. The highest expression level of TaMyb2s was identified at seedling stage, especially in seedling roots, and then decreased gradually from seedling to heading stage. High expression levels of TaMyb2-I and TaMyb2-III only presented before jointing stage, while TaMyb2-II held about 2 folds till heading stage.Keywords: Wheat; MYB transcription factor; Gene cloning; Abiotic stress; Gene expression基金项目: 国家基础研究发展计划(973计划)项目(2004CB117202); 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(2060302-2-07)作者简介: 贾东升(1981−), 男, 山西长治人, 硕士研究生, 研究方向: 小麦抗旱基因发掘。

红粒小麦Tamyb10单倍型检测及其与穗发芽抗性的关系王根平;毕惠惠;孙永伟;王成社;夏兰琴【摘要】穗发芽是影响小麦品质和产量的重要因素之一,通常红粒小麦比白粒小麦具有较高的穗发芽抗性.转录因子Tamyb10是R-1基因的强候选基因,其表达与否和表达水平决定小麦籽粒颜色.为阐明Tamyb10单倍型与红粒小麦穗发芽抗性的关系,利用已开发的Tamyb10基因分子标记,检测119份来自不同麦区的红粒小麦材料,发现Tamyb10基因(Tamyb10-A1、Tamyb10-B1和Tamyb10-D1位点)可分成7类单倍型,分别是baa、aba、bba、aab、bab、abb和bbb.Tamyb10-D1对穗发芽抗性影响最大,Tamyb10-B1次之,Tamyb10-A1作用最小.Tamyb10单倍型没有明显的地域分布特点,但在东北春麦区,Tamyb10单倍型bbb与红粒品种的高穗发芽抗性相关.【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2014(040)006【总页数】10页(P984-993)【关键词】红粒小麦;穗发芽;Tamyb10单倍型;麦区【作者】王根平;毕惠惠;孙永伟;王成社;夏兰琴【作者单位】西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌712100;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081;西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室,陕西杨凌712100;中国农业科学院作物科学研究所,北京100081【正文语种】中文穗发芽是指小麦在成熟收获期遇到阴雨或潮湿环境穗上发芽的现象[1-2]。

它是影响小麦生产的一种世界性灾害, 严重降低小麦品质和产量, 即使是受害轻未发芽的麦粒, 也会由于胚萌动和α-淀粉酶活性提高, 导致降落值下降, 加工品质变劣[3-4]。

在国际市场上, 穗发芽率超过5%的小麦即被认定为饲料麦, 价格只有粮食小麦的一半。