黄麻myb转录因子的克隆及表达特性分析

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1、黄麻MYB转录因子的克隆及表达特性分析1、立题意义及国内外的研究现状与存在问题转录因子在转录水平上调控目的基因表达是植物对其生长发育及生理代谢调控的一种重要方式。MYB转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一，参与了细胞分化、细胞周期的调节,激索和环境因子应答，并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用。最近的研究表明，MYB类转录因子参与了植物木质素合成过程的调控，对植物木质素含量以及结构都起到了重要作用（李维静etal.2013）o木质索是一种酚类多聚体，是维管植物细胞壁的重要组成成分，具冇机械支持、水分运输和抵抗病菌侵袭等重要牛物学功能

2、。然而，木质素的存在又是影响植物加工利用的主要限制因子。因此，通过基因工程等技术适当地降低木质素含量或改变木质素的组成成分，将有利于更好地利用资源植物。传统的基因工程方法主耍通过调节代谢途径屮的关键酶或限速酶来控制相关性状，但是鉴定限速步骤不是一件容易的事情，而且代谢途径中终产物的积累或减少也往往不是由单-个酶或-两个酶的活性决定的。因此，可以将口光转移到转录调控方面来改变代谢通路流量，而不是通路中的基因本身（李维静etal.2013）。转录因子也称反式作用因子，是指能够与基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA结合蛋白，通过它们Z间以及与其

3、他相关蛋白Z间的相互作用激活或抑制某些基因的转录。转录因子通常由几个独立的功能域组成，包括DNA结合功能域、转录调控区（激活或抑制）、信号分子结合域和核定位信号区等。根据DNA结合功能域的结构，转录因子可以分为bHLH（碱性螺旋一环一螺旋）蛋口、bZIP（碱性亮氨酸拉链）蛋口、Homeodomain蛋白、MADS-box蛋白、Zinc-finger（锌指蛋白）、MYB蛋白、Ap2/EREBP蛋白、HSF蛋白、HMG蛋白和AThook蛋口等多个不同家族。这些转录因了对植物发育、代谢和进化都具有重要作用（李曼etal.2013；邓志刚etal.2013；焦健e

4、tal.2013；王诺菌etai.2014）o转录因子作为上游的调控因子可以调控下游多个相关功能基因的表达。实验证明，比起单纯使用下游的某种功能基因，利用转录因了來改良作物的抗逆性，可以获得更为理想的综合效果（陈儒钢etal.2010）oDai等（2007）将水稻OsMYB3R-2基因在拟南芥（Arabidopsisthaliana）中过量表达，发现转基因拟南芥提高了对干旱、盐、低温和ABA胁迫的耐受力（Daietal.2007）。值得指出的是，并不是所冇的MYB相关蛋白都是转录激活子，有的也起负调控作用，抑制廿标基因的表达（Jinetal.1999）・2

5、、存在的问题黄rchoruscapsularisL.）,乂称绿麻，为樓树科黄麻属一年生草本韧皮纤维作物，是世界上最重要的长纤维作物产量和种植面积仅次于棉花（Chenetal.2014；Dasetal.2012；Miretal.2008）o由于黄麻纤维产量高、冇光泽、吸湿性能好、散水快、易降解、质地柔软，在商业上有金色纤维之称。近年来随着育种家的不断努力，黃麻纤维产量有了大幅度的提高,但由于黄麻韧皮纤维细胞壁木质化、单纤维细胞较短、粗硬等因索，影响了黄麻纤维在面料纺织品上的有效应用和经济效益。纤维素是细胞壁的主要成分，也是黄麻育种的重点口标，其基本结构单位是

6、毗喃式D・葡萄糖，是众多的葡萄糖残基以B・l,4糖背键相连，纤维素合成酶催化合成B・l,4糖昔链，从葡聚糖的聚合开始，逐步进入纤维索的结晶过程。但这些研究在黄麻上未见报道。（张高阳etal.2014）3、主要研究内容为获得黃麻MYB转录因子基因序列信息及其在不同生长发育阶段的表达情况，木研究通过对黄麻根茎叶的MYB转录组数拯分析，采用RT-PCR方法从黄麻转录本中克隆了该基因的基因组DNA和cDNA全长序列，并进行生物信息学分析。4、拟解决的关键性问题木项目在基因工程技术和一些模式植物的纤维素合成酶基因所取得的新进展基础上，通过分析比较不同发育时期的MYB

7、转录因子对黄麻木质素(或纤维素及半纤维素)的分子调控机理。探讨MYB转录因子时空农达的生物学功能，为进一步构建载体和改善黄麻纤维品质基因工程研究奠定基础。2材料与方法2.1试验材料1.1试验材料以国家一级黄麻品种179为试验材料，TaqplusDNA聚合酶、dNTPs均购门生工生物工程(上海)股份有限公司，感受态细胞DH5(x为木实验室口备，载体pMD18-T.逆转录试剂盒(TaKaRaAMVVer3.0)购自大连宝生物公司，植物表达载体pCAMBIA1301和拟南芥种子由福建省农业科学院作物研究所黄庭旭研究员提供，其他试剂均为国产分析纯。1.2黄麻根、茎

8、、叶和韧皮总RNA提取及引物设计取B间生长旺盛的黄麻179茎皮组织