[发明专利]牡丹PsMYB4基因在改变植物花瓣色斑颜色和大小方面的应用

说明书

本发明公开了牡丹PsMYB4基因在改变植物花瓣色斑颜色和大小方面的应用。所述牡丹PsMYB4基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明还公开了沉默牡丹PsMYB4基因的载体、表达盒、重组菌或细胞在改变植物花瓣色斑颜色和大小方面的应用。本发明还公开了获得具有较大花瓣色斑的牡丹的方法以及鉴定所述的方法获得的具有较大花瓣色斑的牡丹的方法。本发明通过将构建的PsMYB4基因沉默载体转化到牡丹花瓣中进行表达，待花瓣生长7天后，观察PsMYB4转基因牡丹花瓣色斑表型，发现色斑较野生型明显变大，色斑颜色明显加深，色斑中总花青素含量显著增加，色斑中花青素生物合成相关基因的表达水平明显上升，创制了具有较大花瓣色斑的牡丹新种质。

技术领域

本发明属于植物生物技术领域，具体涉及牡丹PsMYB4基因在牡丹PsMYB4基因在改变植物花瓣色斑颜色和大小方面的应用。

背景技术

牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)为芍药科(Paeoniaceae)芍药属(Paeonia)牡丹组(Section Moutan)多年生木本植物，是原产于我国的重要观赏植物和药用植物，也是我国传统‘十大名花’之一，具有极高的观赏价值和经济价值。部分牡丹品种花瓣基部存在深色色斑，除极具观赏价值外，这一特性已成为牡丹品种识别和品种群分类的重要依据。从颜色上分类，色斑可以划分为深紫色、红色和棕色3类(李嘉珏.中国牡丹品种图志，2005，26-39)；从大小上分类，可依据色斑在花瓣上的占比分为特大型、大型、中型和小型4类(赵娜，袁涛.西北牡丹品种瓣基色斑形态的初步研究.中国农学通报，2013，29(16)：192-197)。

前人研究表明，花青素是牡丹花瓣色斑颜色和大小的决定性色素群，色斑中的花青素包括以下六种，分别为天竺葵素-3-O-葡萄糖苷(pelargonidin-3-O-glucoside，Pg3G)、天竺葵素-3，5-O-二葡萄糖苷(pelargonidin-3，5-di-O-glucoside，Pg3G5G)、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside，Cy3G)、矢车菊素-3，5-O-二葡萄糖苷(cyanidin-3，5-di-O-glucoside，Cy3G5G)、芍药花素-3-O-葡萄糖苷(peonidin-3-O-glucoside，Pn3G)和芍药花素-3，5-O-二葡糖苷(peonidin-3，5-di-O-glucoside，Pn3G5G)(Wang LS，Hashimoto F，Shiraishi A，Aoki N，Li JJ，Shimizu K.Phenetics in treepeony species from China by flower pigment cluster analysis.Journal of PlantResearch，2001，114：213-221；Wang LS，Hashimoto F，Shiraishi A，Aoki N，SakataY.Chemical taxonomy ofthe Xibei tree peony from China by floralpigmentation.Journal of Plant Research，2004，117：47-55；Zhang JJ，Wang LS，ShuQY，Liu ZA，Li CH，Zhang J，Wei XL，Tian D.Comparison of anthocyanins in non-blotches and blotches ofthe petals ofXibei tree peony.Scientia Horticulturae，2007，114：104-111)。研究认为，色斑区细胞拥有远高于非斑区细胞的花青素合成能力，而这一差异又涉及内外源环境因子、结构基因和调控基因的相互作用。其中，对于调控基因介导的色斑形成，R2R3-MYB家族转录因子是被研究的最为广泛的一大类(Quattrocchio F，Wing JF，van der Woude K，Mol JN，Koes R.Analysis of bHLH and MYB domainproteins：Species specific regulatory differences are caused by divergent evolution of target anthocyanin genes.Plant Journal，1998，13：475-488)。目前，文心兰OgMYB1(Chiou CY，Yeh KW.Differential expression of MYB gene (OgMYBl)determinescolor patterning in floral tissue ofOncidium Gower Ramsey.Plant MolecularBiology，2008，66：379-388)、东方百合LhMYB12(Yamagishi M.Oriental hybrid lilySorbonne homologue of LhMYB12regulates anthocyanin biosyntheses in flowertepals and tepal spots.Molecular Breeding，2010，28：381-389)、日本龙胆GtMYB3(Nakatsuka T，Saito M，Yamada E，Nishihara M.Production of picotee-type flowersin Japanese gentian by CRES-T.Plant Biotechnology，2011，28：173-180)和山字草ClMYB1(Jiang P，Rausher M.Two genetic changes in cis-regulatory elementscaused evolution ofpetal spot position in Clarkia.Nature Plants，2018，4：14-22)在正向调控色斑形成中的功能被相继研究。在牡丹中仅报道了PsMYB12转录因子正向调控紫色色斑在花瓣基部形成，而有关起负调作用的R2R3-MYB家族转录因子如何影响牡丹花瓣色斑颜色和大小的研究一直未见报道。