百日草花青素苷合成相关MYB转录因子筛选及ZeMYB9功能研究

以百日草‘梦境红色’作为试验材料，基于其转录组初步鉴定出33个MYB转录因子。系统进化树分析，鉴定出10个可能参与调控花青素苷合成的R2R3-MYB蛋白，其中S4亚族5个、S6亚族3个、S7亚族2个。结合这10个MYB基因表达和花瓣花青素苷含量变化结果，推测S4亚族Ze MYB32可能负调控花青素苷的合成，而Ze MYB3和Ze MYB16可能促进花青素苷的积累。此外，S6亚族Ze MYB9和Ze MYB10可能正调控花青素苷的合成。进一步研究发现，Ze MYB9定位于细胞核内。烟草中过表达Ze MYB9显著促进其叶片花青素苷的积累，花青素苷合成相关基因上调表达，表明Ze MYB9正向调控花青素合成。     

植物MYB转录因子调控苯丙烷类生物合成研究

植物苯丙烷类化合物和人类生活密切相关,可用于生产医药、染料、农药、香料等。但是其生物合成也是非常复杂的过程,严格受到植物细胞内基因表达时间和空间的调控。该研究总结了植物苯丙烷类物质的生物合成途径及参与植物苯丙烷类物质合成调控的转录因子,重点阐述了MYB转录因子调控木质素的生物合成过程、R2R3 MYB转录因子调控黄酮醇及花青素的生物合成过程,并提出了植物苯丙烷类物质代谢研究存在的问题,以期为苯丙烷类化合物的研究和利用提供理论参考。     

拟南芥花青素合成途径重要转录因子的研究进展

花青素是一种水溶性色素,作为植物次生代谢的一种重要产物,除给予植物缤纷的色彩之外,还有相当可观的药用价值。此外,花青素在应对各种生物及非生物胁迫方面具有积极的意义。因此,进一步探讨植物花青素的生物学功能仍然具有重要的意义。在拟南芥中,花青素合成途径主要依靠MYB、bHLH、WD40-repeat以及bZIP4种转录因子的调控。文章结合目前国内外关于花青素合成途径过程中4种重要转录因子的文献报道,综述这4种转录因子的研究现状及调控机理,并对花青素的研究前景作出展望,为更好地研究花青素生物学功能奠定基础。     

转座子介导MYB在果树花青素合成中的调控作用

着色是果实的重要品质性状,也是果树育种计划的重要目标之一。随着更多高质量的果树基因组测序完成,与花青素相关的果实着色的分子调控机制已取得了重要进展,特别是转座子作为重要调控元件控制MYB转录因子影响果实着色的机制,在一些重要果树上已被揭示。综述了转座子调控果树果实着色的相关进展,特别是基于基因组给出了控制梨果实着色的2个重要转录因子MYB10和MYB114启动子区的转座子插入注释,希望能为红色梨以及其他园艺植物果实着色的分子生物学研究提供有价值的线索和思路。     

柿中可能参与调节原花青素合成的碱性螺旋-环-螺旋转录因子的分离及其特性

据《Scientia Horticulturae》（2012年）的一篇研究报告，来自华中农业大学园艺作物生物学重点实验室的研究人员对柿中可能参与原花青素合成调节的碱性螺旋一环一螺旋转录因子进行了分离和特性描述。原花青素可以保护植物免受食草动物和紫外线的伤害，对许多水果的口感也有影响，且对人体健康有益，柿果实中积累了大量的原花青素。     

植物黄酮醇生物合成及其调控研究进展

植物黄酮醇具有广泛生物活性,其生物合成及其调控研究日益增多,逐渐成为热点。对黄酮醇生物合成关键酶（FLS、F3H、F3′H、F3′5′H、UGT）和调控因子（如MYB等转录因子）相关的生化与分子生物学研究进展进行总结,重点对相关结构基因和转录因子对黄酮醇积累发挥关键作用的试验证据进行归纳,探索调控黄酮醇物质积累的有效途径及靶标分子,以期为利用基因工程定向积累具有重要生物学功能的黄酮醇物质提供参考。     

白菜、甘蓝和甘蓝型油菜PAP1/2同源基因的鉴定及分析

PAP1/2转录因子是参与形成MBW复合体从而调控花青素合成的主要MYB转录因子。以拟南芥PAP1/2转录因子核酸和蛋白序列比对及Pfam验证，研究白菜、甘蓝和甘蓝型油菜等芸薹属植物中PAP1/2转录因子调控花青素代谢的确切同源拷贝数、进化关系及表达情况：在白菜、甘蓝及甘蓝型油菜中鉴定到的PAP1/2转录因子同源拷贝数分别为3、4和9个；通过进化分析和PAP1/2转录因子同源拷贝所在区段微共线性分析进一步明确了其不同拷贝间的进化关系，厘清了A7和C6染色体上PAP1/2转录因子不同拷贝的相互关系；结合白菜、甘蓝和甘蓝型油菜不同组织转录组测序数据进行表达情况分析，阐明了PAP1/2转录因子同源拷贝在不同组织中的表达情况。     

NAC转录因子在果实成熟中的调控作用

NAC转录因子是植物中最大的特异性转录因子家族之一，其依赖由高度保守的N端结构域和高度变异的C端转录调控结构域组成独特的NAC结构域发挥功能，在果实成熟的调控中发挥着重要的作用。在介绍NAC转录因子的结构特征及不同物种NAC基因的成员与分类的基础上，总结了近年来NAC转录因子在果实成熟过程中的积极作用，包括促进果实软化影响果实质地，促进叶绿素降解及类胡萝卜素、类黄酮和花色苷的合成决定果实着色、调控糖分积累影响果实糖酸比例以及促进多种芳香化合物合成积累形成果实特有风味、果实脱涩等方面，并阐述了NAC转录因子与内源激素特别是乙烯和ABA交互在调控果实成熟中的重要作用。总结了NAC转录因子调控果实成熟的潜在机制以及影响NAC表达的因素与分子通路，旨在为在果实成熟性状遗传改良与调控技术研发提供重要参考。     

中国农大揭示植物在黑暗下的ABA信号转导机制

中国农业大学生物学院植物生理学与生物化学国家重点实验室李继刚课题组揭示了转录因子PHYTOCHROME-INTERACTING FACTORS(PIFs)通过直接结合ABI5基因的启动子并且激活ABI5的表达,在黑暗下特异调控植物的ABA信号途径;该研究还发现ABA受体PYL8/PYL9能够和PIFs直接相互作用,并且介导PIFs对ABI5的转录调控;此外,该研究进一步支持了某些ABA受体通过与转录因子互作,直接调控基因表达的工作模式;综上,研究证明了植物中存在黑暗下特异的ABA信号调控组分和途径,有助于进一步理解植物如何根据环境的光信号调整其内源的ABA信号途径,从而在自然界获得更好的生存能力,还为PIFs这类重要转录因子在植物中参与的信号途径及调控机制提供了新的见解。     

中国水仙R2R3-MYB基因NtMYB5的克隆和功能研究

为研究中国水仙（Narcissus tazetta var. chinensis）中类黄酮代谢途径的调控网络,从其转录组中筛选出1条R2R3-MYB基因并从花瓣cDNA中克隆其编码区全长序列,命名为NtMYB5。NtMYB5开放阅读框为681 bp,编码226个氨基酸。蛋白多重序列比对分析发现NtMYB5含有R2和R3结构域以及1个pdLNLD/ELxiG/S氨基酸基序;系统进化树分析表明,NtMYB5与花青素合成抑制因子亲缘关系最近;通过对NtMYB5在中国水仙中的表达检测发现,其表达量在花器官中较高,且随花开放逐渐上升;在烟草瞬时表达中,NtMYB5显著抑制花青素合成促进因子StMYB的效果;转NtMYB5烟草花瓣颜色变浅,qPCR检测表明NtMYB5抑制类黄酮代谢途径大部分结构基因表达。NtMYB5为中国水仙中花青素合成抑制因子。     

血红素加氧酶–1促进萝卜芽苗菜下胚轴花青苷积累

以萝卜（Raphanus sativus L.）芽苗菜为材料,在白光下外源添加与血红素加氧酶–1（HO-1）相关的试剂为处理,以加水为对照,探究HO-1对花青苷合成的影响。结果表明,各个处理均不影响芽苗的鲜质量。与对照相比,添加HO-1诱导剂（Hemin）后下胚轴中花青苷含量显著升高,HO-1抑制剂（ZnPP）及血红素降解产物（BR、CO、Fe2+）处理下花青苷含量均有所下降,其中抑制剂ZnPP处理后下降最多;经诱导剂Hemin处理后HO-1及花青苷合成途径中的调控基因PAP1和关键结构基因PAL、CHS、CHI、F3H、DFR的表达量以及PAL酶活性与对照相比都有显著提高。由此表明,血红素加氧酶–1（HO-1）通过上调花青苷合成途径关键基因表达量促进花青苷积累。     

紫心大白菜花青素积累特性及相关基因表达分析

 利用徒手切片法、pH差计法及实时荧光定量RT-PCR技术,观察和测定紫心大白菜与同源非紫心大白菜[Brassica campestris L. ssp. pekinensis（Lour）Olsson]花青素在叶片中的分布和总含量变化,比较叶片中花青素合成途径关键酶基因及其转录调控因子的表达特点。结果表明,紫心大白菜花青素不均匀分布于叶片中,尤以叶表皮细胞及临近表皮的叶肉细胞内最为丰富,并且内层球叶含量高于外层球叶。紫心大白菜心叶中花青素含量最高为0.79 mg · g^-1 FW,对照09S17混合样的叶片中花青素总含量为0.01 mg · g^-1 FW。荧光定量PCR分析表明,花青素生物合成途径上游关键酶基因CHS、CHI、F3H、F3′H及下游修饰基因UFGT、转运酶基因GST与转录因子MYB0在紫色大白菜心叶中上调表达,下游关键酶基因DFR、ANS、LDOX与转录因子MYB2、MYB4、MYB12和MYB111的表达在整个紫心大白菜中大幅上调,推测这可能是紫心大白菜花青素积累的重要原因,其中MYB2和MYB4可能起主要作用。     

机械伤促进红色砂梨着色的机制分析

 以红色砂梨（Pyrus pyrifolia Nakai）品种‘满天红’为试材,研究了采后机械伤处理对果实着色相关的生理指标和基因表达的影响。结果表明：机械伤处理能够有效促进果实受伤部位花色苷的积累,并伴随着该部位果实硬度显著下降,乙烯释放速率显著上升,花色苷合成相关基因PpF3H、PpANS、PpUFGT和PyMYB10表达量显著上调,而对照果实仅发生了轻微着色,且未检测到乙烯的释放。据此推测乙烯可能参与了红色砂梨果实花色苷合成的调控,对花色苷合成具有促进作用。机械伤处理可以作为一种有效的研究方法用于果实着色调控机制的研究。     

光照对荔枝果实着色和花色素苷生物合成影响的分子机制研究

以‘桂味’荔枝为试材,花后45 d用双层牛皮纸对整个果穗进行完全遮光处理,14 d后(采收前7 d)解除遮光,比较遮光和解除遮光处理果皮着色以及花色素苷生物合成途径中LcUFGT等8个结构基因和调控基因LcMYB表达的变化,探索光照调控荔枝果实花色素苷合成和着色的分子机制。研究发现:遮光处理显著抑制了果皮花色素苷的合成,延缓了果实的正常着色;解除遮光后,花色素苷迅速合成,7 d后呈现荔枝典型的红色;遮光处理抑制了花色素苷生物合成途径中LcUFGT等8个重要结构基因和调控基因LcMYB1的正常表达;解除遮光后LcUFGT和LcMYB1等基因的表达量均有不同程度的增加,其中LcDFR、LcF3'H、LcUFGT和LcMYB1的表达与花色素苷含量的变化规律基本一致。可见,荔枝果皮花色素苷积累和着色依赖光照,花色素苷生物合成途径中主要的结构基因和转录因子都可以被光诱导,其中LcDFR、LcF3'H、LcUFGT和LcMYB1可能在光照调控荔枝果实色泽形成中扮演更为重要的角色。     

花青苷生物合成转录调控研究进展

 花青苷生物合成由一系列结构基因编码的酶催化完成,而结构基因的表达受MYB、bHLH 和WD40 这3 类转录因子组成的MBW（MYB-bHLH-WD40）转录复合体的协同调控。花青苷合成的转 录调控研究最先在30 多年前见于玉米、拟南芥和矮牵牛等模式植物,近年来在肉质果实上也取得了重要 进展。在介绍果实花青苷的种类、分布与功能的基础上,回顾了MYB、bHLH、WD40 这3 类转录因子 的基本特性及其在花青苷合成调控中的作用,进而就MBW 转录复合体协同调控果实花青苷生物合成的 机制研究的近年进展进行了综述。     

Decreased anthocyanin biosynthesis in grape berries grown under elevated night temperature condition

In grape cultivation, high night temperature generally reduces anthocyanin accumulation in berry skin. To clarify the regulatory mechanism of anthocyanin biosynthesis under the conditions of high night temperatures, we examined flavonoid accumulation, the activities of related enzymes and gene expression in the anthocyanin biosynthetic pathway in grape berries grown under cool and warm night conditions. Anthocyanin accumulation in the skin of berries grown at high night temperatures (30 °C continuous) was reduced as compared to that of berries grown at low night temperatures (30 °C in daytime/15 °C in night time). On the other hand, flavonol levels in the skin of berries were not significantly different between low and high night temperature conditions. High night temperatures also inhibited the gene expression of chalcone synthase (CHS), flavanone 3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-reductase (DFR), leucoanthocyanidin dioxygenase (LDOX) and UDP-glucose: flavonoid 3-O-glucosyltransferase (UFGT) at veraison and an increase in UFGT activity after veraison. These results suggest that the inhibition of anthocyanin biosynthesis in grape berries grown under high night temperature condition could be caused by lower expression levels of anthocyanin biosynthetic genes at an early stage of ripening and lower activities of anthocyanin biosynthetic enzymes, particularly UFGT.     

乙烯和葡萄糖处理对‘洛阳红’牡丹切花花色和花青素苷合成的影响

以‘洛阳红’牡丹（Paeonia suffruticosa‘Luoyanghong’）切花为试材,研究10 μL ? L-1乙烯处理、1 μL ? L-1乙烯抑制剂1-MCP处理、90 g ? L-1葡萄糖处理、90 g ? L-1葡萄糖 + 10 μL ? L-1乙烯复合处理对切花花色和花青素苷含量的影响,以蒸馏水处理为对照。研究结果表明：乙烯处理的切花花色明度增加,红度和彩度下降,花瓣花青素苷含量下降;1-MCP处理与对照无显著差异;葡萄糖处理花色明度下降,红度和彩度增加,花瓣花青素苷含量增加;葡萄糖乙烯复合处理对切花花色及花青素苷积累也有明显改善与促进作用。对花青素苷合成相关基因表达量分析的结果表明,乙烯处理对基因表达有抑制作用,而葡萄糖处理有显著的正调控作用,葡萄糖乙烯复合处理则显著缓解了单独乙烯处理对基因表达的负调控作用。葡萄糖信号和乙烯信号之间一定程度上存在互作,葡萄糖缓解了乙烯对牡丹切花花青素苷合成的抑制作用。