MdMYB1启动子甲基化关键区段的功能验证及其对不同色泽类型苹果果皮着色的影响

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苹果色泽是一项影响其商品性的重要指标。花青苷的合成积累与果皮着色密切相关,MdMYB1作为调控基因影响着花青苷的合成,研究发现MdMYB1启动子的甲基化对果皮着色有抑制作用。本试验利用前期对绿色品种‘澳洲青苹’的分析研究所得到的甲基化关键区段-1062~-964 bp(A)、-2026~-1870 bp(B)和-1898~-1633 bp(C),分别构建了三个缺失试验区段的MdMYB1启动子,通过农杆菌侵染本氏烟草叶片和‘粉红女士’果皮以验证其功能;在此基础上,以不同色泽类型的十个苹果品种(红色品种‘新红星’、‘岳帅’、‘秦阳’、‘华冠’,绿色品种‘岱绿’和‘印度’,黄色品种‘瑞雪’、‘王林’、‘金富’、‘金钟’)为试验材料,对果实套袋处理后的色泽参数、主要色素含量及MdMYB1启动子三个区段甲基化水平的进一步分析,由此阐明MdMYB1启动子甲基化对花青苷合成及果皮着色的影响。主要的研究结果如下:1.本实验成功完成了对三个甲基化区段的缺失,并得到了携带重组MdMYB1启动子的农杆菌,在侵染烟草叶片和苹果果皮后,分析其GUS活性以及外观表征发现:甲基化区段A和B的缺失降低了MdMYB1启动子的表达活性,使得烟草叶片GUS染色效果较差,果皮侵染部位基本不着色,与对照部位差异较为明显;而缺失区段C的启动子MdMYB1-C与MdMYB1启动子的在烟草叶片的表现和活性并无显著差异,并且两者在苹果果皮组织中的过表达提高了花青苷的合成与积累,使得试验部位着色程度高于未侵染部位;这与烟草叶片的GUS活性和染色效果表现一致。由此可以得出,区段A和区段B影响着果皮中的花青苷合成积累,与果皮着色密切相关;而缺少区段C的启动子表现出与MdMYB1启动子相似的功能,因此其可能不是MdMYB1启动子与果皮着色密切相关的甲基化关键区段。2.对不同色泽类型苹果品种MdMYB1启动子甲基化区段的修饰水平分析发现,不同色泽类型苹果品种的关键甲基化区段是存在差异的:三个试验区段于绿色品种中均为关键性的甲基化区段;但与黄色品种果皮的着色没有显著相关性;此外,与红色品种花青苷合成密切相关的是甲基化区段A,区段C可能不是关键性的甲基化区段,而区段B的功能性因品种不同而有所差异:区段B在‘新红星’和‘华冠’品种中与果皮着色密切相关,但与‘秦阳’和‘岳帅’却没有显著的相关性。
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