R2R3-MYB转录因子GmMYB184调节大豆异黄酮合成

异黄酮是一类主要含在豆科植物中的次生代谢物,在植物防御体系中发挥重要作用,并与人类健康密切相关。大豆异黄酮含量受多基因和复杂代谢网络控制,调控代谢途径上的结构基因不能显著改变大豆异黄酮含量,与异黄酮代谢途径相关的转录因子的鉴定和应用可能会有效解决这个问题。本研究克隆了一个与大豆异黄酮合成相关的R2R3类型MYB转录因子GmMYB184,并进行了初步的功能验证。亚细胞定位研究结果表明GmMYB184转录因子定位于细胞核。组织表达分析结果表明该转录因子基因与IFS2(异黄酮合酶2编码基因)的表达模式相同。同时,GmMYB184和IFS2的表达模式与异黄酮的积累模式相似。谷胱甘肽诱导表达分析表明该转录因子基因与IFS2共同被诱导,说明这两个基因可能参与同一或相似的生物过程。采用双荧光素酶报告系统分析其对异黄酮合成途径关键基因的转录激活活性影响,发现GmMYB184能够促进IFS2和CHS8启动子表达活性分别提高5倍和7倍。最后,通过发根农杆菌介导的遗传转化系统,找到该转录因子在异黄酮合成调控中的直接作用证据。沉默GmMYB184导致大豆毛状根异黄酮含量的显著下降。但是,过表达GmMYB184不足以显著提高毛状根中异黄酮的含量。总之,本研究为大豆异黄酮合成分子机制探索及大豆异黄酮品质改良提供了理论依据。