MYB转录因子调控植物花青素生物合成的研究进展

MYB转录因子是植物重要的调控因子,可与bHLH和WD40类转录因子形成二元MYB-bHLH或三元MBW复合体,对植物花青素合成与积累起着至关重要的作用.本文综述了花青素合成途径、MYB转录因子类型、MYB转录因子正向及负向调控、MYB转录因子调控机制等方面的研究进展,并对相关后续研究进行了探讨与展望.本综述可为花青素...     

植物花青素生物合成转录调控研究进展

花青素是高等植物中发现的一种次生代谢物,能够决定花和果实的颜色,保护植物免受各种生物和非生物胁迫损伤。花青素生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,属于类黄酮途径一个特异分支,其合成结构基因的表达受由MYB、bHLH和WD40 3类转录因子组成的MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体协同调控。文章主要就MYB、bHLH和WD40 3类转录因子在调节结构基因表达和花青素合成中的功能和作用进行综述。     

桃MYB转录因子调控花青素合成的研究进展

花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素,种类繁多,是形成植物各器官颜色的主要色素之一。桃树作为重要的经济果树和观赏植物,其花青素的种类和含量都会对品种性状、果实品质和观赏特性等方面有着重要的影响。MYB转录因子是目前植物中发现的最大的转录因子家族之一,具有调控植物花青素生物合成过程的作用。本文旨在对桃花青素合成调控关键转录因子家族MYB进行综述,以期为今后的植物花青素生物合成以及育种等方面研究提供理论基础。     

光照、糖和激素对花青素合成调控的综述

花青素是一类黄酮类化合物,存在于植物的叶片、花、果实和种子的表皮细胞的液泡中,花青素合成不仅受到系列结构基因和转录因子的调控,还受到光照、温度、糖、激素、p H、温度和氮等因素影响。综述了光照、糖和激素对花青素生物合成途径调控作用方面的研究进展。     

光照、糖和激素对花青素合成调控的综述

花青素是一类黄酮类化合物,存在于植物的叶片、花、果实和种子的表皮细胞的液泡中,花青素合成不仅受到系列结构基因和转录因子的调控,还受到光照、温度、糖、激素、p H、温度和氮等因素影响。综述了光照、糖和激素对花青素生物合成途径调控作用方面的研究进展。     

转录因子对木质素生物合成调控的研究进展

木质素是维管植物次生细胞壁的重要组分之一,具有重要的生物学功能。木质素分子与细胞壁中的纤维素、半纤维素等多糖分子相互交联,增加了植物细胞和组织的机械强度,其疏水性使植物细胞不易透水,利于水分及营养物质在植物体内的长距离运输。木质素与纤维素共同形成的天然物理屏障能有效阻止各种病原菌的入侵,增强了植物对各种生物及非生物胁迫的防御能力。然而木质素的存在也给人类的生产实践带来诸多负面影响,如造纸业中,由于必须使用大量化学药品去除木质素,加大了造纸成本,严重污染了环境;饲草中的高木质素含量则影响牲畜的消化吸收,降低了饲草的营养价值;过高的木质素含量也影响了人类对生物质能源的发酵利用。因此,利用基因工程改造植物木质素的可降解性意义重大。在高等植物中,木质素通过苯丙烷途径和木质素特异途径合成。在拟南芥中,NAC、MYB以及WRKY类转录因子都参与了对木质素生物合成的调控。在拟南芥中,MYB26可激活NST1/NST2的转录;WRKY12可与NST2的启动子区结合并对其表达进行负调控;SND1（NST3）和NST1主要在纤维次生壁的形成中发挥作用,两者功能有冗余;NST1和NST2在调控花药壁的次生壁的增厚中功能有冗余;VND6和VND7则主要在木质部导管的分化中起重要作用,这些NAC类转录因子通过与下游的MYB类转录因子如MYB83、MYB46及（或）MYB58、MYB63、MYB85和MYB103的结合对木质素合成基因的表达进行正调控,而MYB75对木质素生物合成进行负调控。多数MYB转录因子通过与下游木质素生物合成途径基因启动子区的AC元件（I、II和III）结合从而对其表达进行调控。研究表明,bHLH类转录因子也参与了对木质素生物合成的调控。文章综述了各类转录因子对木质素生物合成调控的最近进展,绘制了拟南芥中木质素生物合成的主要调控网络,同时也总结了其他物种（如水稻、小麦、玉米、桉树、松树和杨树等）中已发现的对木质素生物合成进行调控的转录因子。随着高通量测序技术的发展,研究者有望在更多的物种中发现参与木质素生物合成调控的关键转录因子,这些研究将对通过基因工程改造木质素的组成具有重要的借鉴意义。     

转录组的黄山栾树MYB基因家族鉴定及表达

植物叶片颜色是有色素组成、含量及分布动态决定,MYB转录因子在这一生物过程中发挥重要作用。为了揭示黄山栾树黄叶突变体‘金焰彩栾’叶片呈色的转录调控机制,依据转录组数据,通过挖掘MYB转录因子和生物信息学分析,结合不同组织表达对其功能进行分析。结果表明:从黄山栾树转录组共鉴定97个MYB转录因子,预测编码蛋白质所含氨基酸数目52~1 780个,分子质量大小52.0~193.35 ku。序列比对及进化分析发现,黄山栾树MYB基因与拟南芥MYB基因聚为23个亚家族,预测分别参与次生代谢、生长发育和胁迫响应等过程。结合表达特征分析,预测KbMYB80、KbMYB91、KbMYB6、KbMYB8和KbMYB40可能参与黄酮和花青素的生物合成调控,KbMYB60负调控花青素生物合成,KbMYB16和KbMYB88参与黄山栾树叶片细胞次生壁合成过程。     

转录因子调控植物挥发性有机物生物合成的研究进展

【目的】为进一步研究和利用植物中挥发性有机物提供参考。【方法】通过查阅文献,系统总结了近年来转录因子调控挥发性有机物生物合成的研究进展。【结果】挥发性有机物是植物特征性香味的主要成分,其广泛存在于植物中,种类丰富,结构复杂。MYB、NAC、AP2/ERF、bHLH、b ZIP和NAC等6类转录因子可通过调控挥发性有机物生物合成途径中的关键基因表达,进而调控挥发性有机物的积累。【结论】概述了植物中挥发物有机物的种类及结构特点、挥发物有机物合成途径中的重要基因、6类转录因子调控挥发物生物合成的分子机制等方面的研究进展,并为进一步开展挥发性有机物相关研究做了展望。     

多穗柯MYB转录因子的鉴定及适应光因子调控黄酮类合成成员的筛选

为了研究多穗柯(Lithocarpus polystachyus Rehd)MYB转录因子在光胁迫时调控多穗柯黄酮类物质合成的作用，以不同光处理条件的多穗柯为试验材料，通过转录组学测序和生物信息学分析方法，对多穗柯MYB转录因子和多穗柯黄酮类物质合成关键基因进行了分析。结果标明：在多穗柯的转录组学测序数据中，鉴定得到60个LpMYB转录因子，按照DNA结合结构域的特点，将这些转录因子分为4个亚族(1R-MYB,R2R3-MYB,3R-MYB,4R-MYB),其中R2R3-MYB数量最多，占总LpMYB转录因子的43.33%。多穗柯大部分MYB转录因子能够适应红光胁迫；长时间的光照、适当的光照度提高了LpMYB转录因子的表达。鉴定得到10个参与调控黄酮类物质生物合成的S4、S5、S6和S7亚族LpMYB转录因子。多穗柯黄酮类物质合成相关基因与LpMYB转录因子的相关性分析结果表明，LpMYB转录因子在调控黄酮化合物的合成中发挥着重要的作用，LpMYB转录因子能够正调控黄酮类物质合成基因PAL、C4H、CHS3、ANS的表达，从而提高多穗柯的品质。     

植物次生生长相关MYB转录因子研究进展

林木的次生木质部是重要的再生生物能源,在人类的生产生活中具有重要意义。作为植物中最大的转录因子家族之一,MYB转录因子在次生壁合成转录调控过程中发挥重要的作用。目前许多主要的次生壁合成相关MYB转录因子已被分离鉴定。AC顺式作用元件是MYB转录因子与木质素合成基因结合的重要元件。该研究综述了MYB转录因子结构及进化,介绍了转录激活因子与抑制因子如何调控次生壁的合成,并对MYB转录因子的转录后修饰、进化的保守性及其转录调控网络进行了阐述。     

‘凤丹’牡丹花色变化过程中花瓣色素及相关基因表达

针对‘凤丹’牡丹在开放过程中花色由紫红色变白的现象,以‘凤丹’5个不同开放时期的花瓣为试验材料,分别运用色差仪、高效液相色谱仪和荧光定量PCR测定花色表型、花色素成分及质量分数和花青苷合成途径中相关基因的表达,进而分析花瓣色素与花青苷合成相关基因表达之间的关系。结果表明:随着花的开放,红色大幅减退,明度变大,彩度降低;‘凤丹’花中检测出2种花青苷(芍药花素-3,5-二葡糖苷和矢车菊素-3,5-二葡糖苷)和8种单体酚。花开放过程中,总花青苷和总黄酮质量分数逐渐减少,总花青苷质量分数降低幅度更大。花青苷合成相关结构基因PAL、DFR、ANS和转录因子MYB22、bHLH1的表达模式与总花青苷质量分数的变化趋势一致,而且这些基因的表达量与总花青苷质量分数均具有极显著正相关性。研究发现,‘凤丹’花色变化的主要原因是总花青苷质量分数大量减少。PAL、DFR、ANS是参与‘凤丹’花青苷合成的关键结构基因,转录因子MYB22及bHLH1可能对结构基因DFR和ANS的表达起着重要的调控作用。     

基于转录组分析ABA促进葡萄花青苷积累相关基因

[目的]分析参与调控ABA促进葡萄着色的相关基因,探讨ABA促进葡萄果实花青苷积累的分子机制.[方法]以'红巴拉多'葡萄为试材,在转色前期(约花后6周)使用300 mg·L-1 ABA对果穗进行浸果处理,以清水处理为对照.观察表型,并利用超高液相色谱质谱联用仪(UPLC-MS)测定花青苷组分及含量,再利用转录组测序技术...     

光敏色素互作因子(PIFs)对植物生长发育的调控

光敏色素相互作用因子(PIFs)属于拟南芥bHLH转录因子家族的第15亚族,是光信号响应过程中的关键负调控因子。光激活的光敏色素通过促进PIFs蛋白降解,直接或间接抑制它们与DNA的结合,从而实现光对植物生长发育的调控。研究发现PIFs在调控种子萌发、幼苗形态建成、避荫反应、昼夜节律以及各种植物激素响应过程中起着重要作用。此外,PIFs作为细胞信号传导的"枢纽"具有更为广泛的作用,能够整合不同信号,精细调控整个转录网络。     

MYB类转录因子在植物细胞生长发育中的作用及其应用

MYB是植物中重要的转录因子家族之一,它在调节花色素形成,抵抗逆境胁迫,调节棉花纤维发育等过程中发挥着重要的作用,且上述过程以MYB为中心,相互制约和影响.文章简要综述了人们近年来对于MYB在花色素形成、环境胁迫应答以及棉花纤维发育的过程中的作用.     

红苞凤梨AbF3′5′H基因上游调控因子筛选

颜色是观赏植物最重要的性状之一,也是当前观赏园艺育种的一个重要方向。为研究红苞凤梨红蓝色彩的呈现机制,初步分析金边红苞凤梨(Ananas comosus var.bracteatus)不同组织中花青素种类与含量,用AbF3′5′H基因启动子构建诱饵载体,利用酵母单杂交(Y1H)文库筛选其上游调控转录因子;并采用酵母单杂交验证技术,验证筛选出的转录因子与AbF3′5′H启动子的互作关系。结果表明：花青素的种类组成和相对比例决定了组织的颜色性状,AbF3′5′H是花青素合成途径种类分支的关键基因,在花青素种类组成与相对比例调控中具有重要作用;AbBTB/POZ、AbHSP81-1和AbGLOX能够与AbF3′5′H的启动子结合而调控其转录,可能在红苞凤梨花青素合成代谢调控中发挥重要作用。研究结果对于进一步揭示红苞凤梨花青素合成代谢调控机理,研究红苞凤梨呈色机理,培育叶色新品种有着重要的理论和实践意义。     

葡萄中调控果皮颜色相关基因的研究进展

果皮颜色是影响葡萄及葡萄酒品质的重要指标之一,也是果实成熟过程中最明显的变化之一。类黄酮物质,特别是花色苷的合成对果实颜色具有至关重要的作用,它们的合成受到结构基因和调节基因的控制。从花色苷的生物合成途径展开,阐述了结构基因的种类、表达特性,调节基因的所属家族、调节特点等方面,特别介绍了MYB基因家族对结构基因的调控,以期为葡萄的颜色合成机理研究提供理论依据。