[发明专利]梨转录因子PyHY5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PyHY5及其重组表达载体的应用。一种分离自‘红早酥’梨具有促进梨果皮花青苷生物合成功能的转录因子PyHY5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转化方法将转录因子PyHY5与PyMYB114共转化草莓和梨果实，经生物学功能验证，表明本发明克隆的PyHY5基因与其辅助因子PyMYB114共同作用促进梨果皮花青苷转运的功能。PyHY5新功能的发现，为促进梨果皮花青苷积累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，该遗传资源的开发利用有利于降低农业成本和实现环境友好。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，涉及梨转录因子PyHY5及其重组表达载体和应用，具体涉及从‘红早酥’梨中分离、克隆得到一个参与梨果皮花青苷生物合成相关的bZIP家族成员PyHY5基因及其应用。

背景技术

植物组织的茎、叶、花、果呈现出一系列从红色到紫色各种鲜艳的色彩，这种鲜艳的颜色与花青苷的积累相关。花青苷是水溶性色素，它在植物抗病性和预防紫外线辐射中起重要作用(Bieza et al.，2001)，并且通常被认为具有抗氧化能力(Veeriah et al.,2006)，预防人类的神经系统和心血管疾病，癌症和糖尿病方面有重要的作用(Konczak etal.,2004)。

众所周知，花青苷生物合成由一系列的结构基因编码关键酶催化完成的(Holtonet al.，1995；Davie et al.,2003)，R2R3MYB，bHLH和WD40蛋白形成转录调控复合体共同调控花青苷的合成被广泛的研究(Ramsay et al.,2005)。这些MBW复合体通过结合类黄酮代谢通路的结构基因的启动子区域，促进类黄酮代谢物的形成(Borevitz et al.,2000)和花青苷的形成(Dare et al.,2008；Gonzalez et al.,2008)。这种调控模式首先在模式植物拟南芥中报道(Zhang et al.,2003；Rowan et al.,2009)。随后，在园艺作物苹果(Espleyet al.,2007；Lin-Wang et al.,2010；Xie et al.,2012)，葡萄(Hichri et al.,2010)，杨梅(Liu et al.,2013)等物种也有报道转录因子MYB，bHLH和WD40彼此协调的促进花青苷的积累。

另外，转录因子通过与MBW复合物的相互作用影响花色素苷的生物合成。例如，bZIP家族转录因子HY5在植物生长和发育中起多方面的作用(An et al.,2017)。在拟南芥中,HY5通过诱导转录因子MYB75/PAP1的转录激活来调节花色素苷的生物合成(Shin etal.,2013)。Wang et al.(2016)报道，microRNA858a和HY5对MYBL2的抑制导致拟南芥中花青苷生物合成代谢通路的激活。An et al.(2017,2018)陆续报道MdHY5调节花青素的生物合成，MdbZIP44通过调节ABA促进苹果中花青素积累。SQUAMOSAMADS box VmTDR4和MADSbox基因PyMADS18分别参与调控越橘和梨果实中花色素苷积累(Jaakola et al.,2010；Wuet al.,2013a)。在苹果中，MdCOP1通过与MdMYB1相互作用来调节果实色泽(Li et al.,2012)。在桃中，PpNAC1可以激活PpMYB10.1的表达并导致花青苷的生物合成(Zhou et al.,2015)。在梨中，PyERF3可以控制花青素的生物合成(Yao et al.,2017)。对于花青苷转运的调控机制，Hu et al.(2016)报道荔枝中LcGST4被转录因子LcMYB1激活；在苹果中，Hu etal.(2017)表明MdMYB1通过调节MdVHA-B1和MdVHA-B2表达调节花青苷积累。在红皮梨的研究中，至今仍未见转录因子调控花青苷转运相关基因GST的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种促进花青苷转运的转录因子PyHY5基因。

本发明的另一目的是提供该基因的应用。