[发明专利]梨转录因子PyMYB114及其重组表达载体和应用

说明书

本发明公开了梨转录因子PyMYB114及其重组表达载体和应用。一种分离自‘八月红’梨具有促进植物器官脱落功能的转录因子PyMYB114基因，其核苷酸序列为SEQ ID No.1所示，其编码的氨基酸序列为序列表SEQ ID No.2所示。通过农杆菌介导遗传瞬时转化方法把PyMYB114与它的辅助因子PybHLH3共同转化到烟草叶片，草莓和梨果实，都能促进花青苷的生物合成。这些结果表明本发明克隆的PyMYB114基因具有促进花青苷生物合成的功能。PyMYB114基因的发现，为促进红皮梨花青苷生物合成的分子育种提供新的基因资源，为实施绿色农业提供新的遗传资源。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及梨转录因子PyMYB114及其重组表达载体和应用，具体涉及从‘八月红’梨中分离、克隆得到一个梨果皮色泽调控相关的R2R3 MYB基因家族成员PyMYB114基因及其应用。

背景技术

花青苷是在高等植物中产生的次生代谢产物，它使鲜花和水果呈现出鲜艳的颜色。在花中，这些色素能够吸引传粉者；在水果中，它们吸引动物来帮助广泛的传播传播种子(Regan et al., 2001；Schaefer et al.,2004)。花青苷对植物抗病性也起着重要的作用，比如在抵御紫外线，抗氧化活性方面的作用(Bieza et al.,2001；Veeriah et al.,2006)，还有各种有益健康的方面的作用，比如提供神经系统的保护和心血管疾病、癌症和糖尿病等方面(Konczak et al.,2004；Butelli et al., 2008)。

花青苷的生物合成通路是由关键结构基因的控制在很多植物中已经被充分研究(Jaakola et al.,2013)。这是由许多酶催化步骤组成的一系列催化反应构成的类黄酮生物合成代谢通路，包括的主要关键催化酶有苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查耳酮合酶(CHS)、查耳酮异构酶(CHI)和黄烷酮3-羟化酶(F3H)，以及在生成花青苷过程中发生的系列反应，包括二氢黄酮醇4-还原酶 (DFR)，花青苷合成酶(ANS)和UDP-glucose:黄酮类3-O-葡糖基转移酶(UFGT)(Takos et al., 2006)。此外，转录因子调控结构基因的表达进而引起花青苷的生物合成方面的研究也有相关的报道(Zhang et al.,2003；Rowan et al.,2009)。在园艺作物中，果实中花青苷积累的分子机制也得到广泛的研究。R2R3-MYB转录因子在花青苷生物合成过程中具有重要的调控作用。例如苹果(Malus×domestica)，MdMYB10和MdMYB110a分别从红色果肉苹果‘Red Field’和‘Sangrado’中被克隆，它们被证明分别正向调控类型I/II苹果果皮的色泽(Espley et al.,2007； Chagnéet al.,2013)。还有两个苹果中发现的转录因子，MdMYB1和MdMYBA，是苹果中受光诱导促进花青苷生物合成的至关重要的调控因子(Takos et al.,2006；Ban et al.,2007；Li et al., 2012)。草莓(Fragaria×ananassa)FaMYB10已经被证明是正向调节花青苷生物合成 (Medina-Puche et al.,2014)。然而，关于对花青苷代谢通路的转录抑制也有报道。这些研究包括草莓FaMYB1(Fragaria×ananassa)和FcMYB1(Fragaria chiloensis)，矮牵牛PhMYB27，葡萄VvMYBC2-L1和Medicago truncatula MtMYB2(Aharoni et al.,2001；Salvatierra et al.,2013；Albert et al.,2014；Huang et al.,2014；Jun et al.,2015)。超表达的FaMYB1导致烟草(Nicotiana tabacum) 花青苷合成的抑制，抑制FcMYB1是通过瞬时RNA干扰草莓果实促进花青苷的生物合成的增加。同样的，RNA干扰抑制PhMYB27能增加矮牵牛的花和营养组织中花青苷的积累(Albert et al., 2014)。拟南芥AtMYBL2(Matsui et al.,2008)的同源基因VvMYBC2-L1会抑制原花青苷的(PA)积累和下调PA相关基因的表达通过在葡萄果实的数量性状定位和转录阻遏MtMYB2调控花青苷和原花青苷积累通过MBW复合体(MYB14/MYB5-TT8-WD40-1)的激活剂的介导作用在 Medicago truncatula。因此，花青苷生物合成受转录因子或转录调控复合体构成的调控网络的调控(Nesi et al.,2001；Hichri et al.,2011；Cavallini et al.,2015)。