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苦荞(Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn)是一种富含黄酮类化合物的药食同源小杂粮作物,具有防治心脑血管疾病,以及调节血糖、血脂、血压的药理作用。MYBs作为一大类转录因子家族之一,主要参与调控植物生长发育及形态建成,响应逆境胁迫和代谢调控等。目前关于荞麦转录因子对荞麦类黄酮合成代谢调控机制以及抗逆胁迫的功能研究并不充分。本研究以荞麦为研究材料,以期筛选抗逆相关MYB转录因子并阐明其在荞麦抗逆胁迫的中功能作用和调控机制,为荞麦的分子育种工作提供一定的理论依据。主要研究结果如下:1.本课题对荞麦盐胁迫转录组数据进行分析,获得5350条基因显著上调,4207条基因显著下调。通过KEGG通路富集分析表明,其差异基因主要富集在苯丙烷代谢通路、类黄酮生物合成通路等。从苦荞转录组数据中筛选得到35个MYB基因存在着显著差异,其中19个显著上调,16个显著下调。结合差异表达基因筛选和qRT-PCR检测,结果表明这些MYB转录因子显示出对脱落酸、茉莉酸甲酯、氯化钠和水杨酸处理不同转录水平的响应。2.本研究对荞麦盐胁迫后的代谢轮廓进行了分析,其中包括初级代谢和次级代谢产物在内的67个化合物。荞麦中氨基酸类化合物和有机酸类化合物的含量多数呈现上升趋势;同时,其主要次级代谢物芦丁和槲皮素的合成呈显著上调。经过相关性系数分析,发现包括FtMYB2在内的MYBs基因表达水平与芦丁等多个代谢物含量变化呈正相关,可能参与荞麦逆境响应的代谢合成调控。3.本研究对荞麦胁迫中显著响应并呈现正响应调控的FtMYB2进行了基因克隆和功能分析。通过烟草亚细胞定位与qRT-PCR分析表明,FtMYB2主要集中分布在细胞核内且在苦荞种子和花中具有较高的基因表达;酵母杂交实验表明,转录因子FtMYB2显示出较强的转录激活活性,其激活酵母内报告基因β-半乳糖苷酶的活性为14 U。通过发根农杆菌介导的苦荞毛状根转化体系的研究表明,在FtMYB2超表达的阳性转化株系中总黄酮含量显著提高2.6倍,花青素含量显著提高1.7倍。通过HPLC鉴定分析了其中5种主要类黄酮化合物,与对照相比,阿魏酸、苯甲酸、表儿茶素、没食子酸和芦丁的含量分别提高3.5、2.5、2.1、1.6和1.2倍。酵母单杂交实验表明,FtMYB2可能与黄酮类化合物合成途径中的FtC4H、FtF3H、FtANS和FtRT的启动子部分结合,从而调控其基因表达水平,进而调控荞麦中类黄酮化合物合成途径的代谢。