[发明专利]一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPGP19及其应用

说明书

本发明公开了一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPGP19及其应用。本发明以紫心甘薯品系“A5”为实验材料，克隆了IbbHLH2、IbMYB1或IbWD40的启动子序列，通过酵母单杂交文库筛选实验，获得了对IbbHLH2、IbMYB1和IbWD40基因均具有调控作用的上游调控因子IbPGP19。运用酵母单杂交回转实验和双荧光素酶报告系统检测证实，IbbHLH2、IbMYB1或IbWD40启动子与上游调控因子IbPGP19之间存在相互作用。本发明在理论上可以丰富和深化植物花色素苷生物合成分子调控的基础理论，还可望为提高紫心甘薯块根中色素含量的栽培措施提供新的思路和线索。

技术领域

本发明涉及植物遗传与变异的分子机制领域，具体涉及一种紫心甘薯花色素苷合成调控因子IbPGP19及其应用。

背景技术

调控花色素苷生物合成的转录因子主要有三类：MYB、bHLH、WD40。其中MYB类转录因子家族是指含有MYB结构域的一类转录因子，为植物转录因子中最大的家族。MYB转录因子家族作为数目最多的一类转录因子，对植物的整个生长发育过程发挥了重要的贡献。它不仅参与了响应植物激素和环境因子的信号转导过程(Carréand Kim,2002)、细胞分化与细胞周期调控(Dubos et al.,2010)，而且对植物次生代谢与花色素苷的形成过程(Llewellyn et al.,2008)、果皮与果肉的着色(Kobayashi et al.,2002)、花瓣叶片及根毛等器官的形态建成(Zhang et al.,2009；Schellmann et al.,2002)和胁迫响应(Kazukoet al.,1995；Ambawat et al.,2013)等生理过程都具有重要的调节作用。其中调控植物花色素苷的形成是其最主要的功能之一(刘忠丽等，2012)。目前已在不同的植物中进行了MYB转录因子基因家族的综合分析，发现在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中有137个R2R3-MYB；水稻(Oryza sativa)中95个(Feller et al.,2011)；甜橙(Citrus sinensis)中100个(Liu et al.,2014)。

WD40重复蛋白(WD40 repeat proteins,WDR)是一类具有β螺旋桨蛋白组结构的蛋白，其核心区域由40-60个氨基酸残基组成；重复的WD40基序可介导蛋白质之间的相互作用，在蛋白质互作时起固定作用(Mishra et al.,2012)，而利用酵母双杂交实验发现，与WD40蛋白相互作用的配体蛋白主要是MYB和bHLH型转录因子(Sompornpailin et al.,2002)。WD40蛋白参与了植物中的多种生理过程，主要包括植物非生物胁迫、生长发育和类黄酮的合成(Walker et al.,1999；Huang et al.,2008；Miller et al.,2016)。研究表明，矮牵牛的WD40重复蛋白由AN11编码，包含有5个WD40重复基序，作用于AN2的上游，调控矮牵牛花色素苷的合成(de Vetten et al.,1997)。在拟南芥中，与矮牵牛AN11转录因子高度同源的TTG1(TRANSPARENT TESTA GLABRA 1)，可与GL3相互作用，并与PAP1形成三元复合体共同调控拟南芥花色素苷合成途径中结构基因的时空表达(Brueggemann et al.,2010)。玉米的PAC1编码WD40蛋白，pac1突变体中种子的糊粉层没有花色素苷的积累(Carey et al.,2004)。