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植物花色方面的研究一直是人们研究的热点,对植物新品种的培育具有重要作用。在高等植物中,R2R3-MYB转录因子是植物花色苷生物合成途径的重要转录因子,也是研究最广泛的转录因子,通过调控花色苷生物合成途径的单基因或多基因的表达进一步调控花色苷物质的合成,从而使花色呈现不同颜色。绣球花(Hydrangea macrophyla)因花大、花色艳丽等特点,深受人们喜爱,已成为世界上极具发展潜力的花卉品种之一。目前,对绣球花花色形成的分子机制研究较少,本研究通过对绣球花花色相关转录因子进行克隆和功能研究,对阐明绣球花花色形成的分子机制和绣球花花色改良具有重要影响。本研究主要研究结果如下:(1)根据绣球花不孕花转录组数据库中HymMYB2基因的Unigene设计引物,以蓝色绣球花品种‘无尽夏’盛花期不孕花的cDNA和DNA为模板,成功获得了HymMYB2基因的全长序列,该基因不含内含子,开放读码框为939bp,能编码312个氨基酸。生物信息学分析表明,HymMYB2转录因子含有R2、R3结构域,属于典型的R2R3型MYB转录因子。HymMYB2蛋白的氨基酸序列与猕猴桃的MYB2序列的同源性最高。(2)为探索HmMYB2基因在绣球花中的表达机制,利用实时荧光定量PCR技术对绣球花各个组织器官进行分析,结果显示HmMYB2基因在绣球花各个组织器官中均有表达,各组织器官中的相对表达量的大小依次为可育花＞不孕花＞花柄＞根＞芽＞叶＞叶柄＞茎。在不孕花形成的不同时期,盛花期HymMYB2基因的表达量明显高于其它时期。绣球花品种‘无尽夏’的可育花、盛花期不孕花和花柄均呈现蓝色,表明HmMYB2基因可能对绣球花蓝色的花色素物质的形成具有重要影响。在不同花色绣球花品种中,HymMYB2基因均随着绣球花不孕花的发育呈现先升高后降低的趋势,盛花期最高,3种不同花色绣球花品种盛花期不育花中HymMYB2基因的表达量大小依次为‘无尽夏’(蓝色)＞‘伊米莉亚’(白色)＞‘粉黛’(红色),绣球花的花色差异可能是导致HymMYB2基因的相对表达量在不同花色绣球花品种盛花期不孕花中存在差异的原因。(3)对绣球花花青素总含量测定结果显示,在绣球花品种‘无尽夏’中,花青素物质总含量呈先升高后降低的趋势,与花色呈现高度一致。在不同花色绣球花中,花青素总含量的大小顺序为‘粉黛’＞‘无尽夏’＞‘伊米莉亚’。Pearson相关性分析结果显示,HymMYB2基因的表达量与蓝色绣球花品种‘无尽夏’不孕花的花青素总量呈极显著相关,相关性系数高达0.971,而在不同花色绣球花品种中却表现出不相关。对绣球花花青素生物合成途径中的关键基因进行相关性分析显示,在蓝色绣球花品种‘无尽夏’不孕花中,HymMYB2基因的表达量与C3’5’H、DFR和ANS的表达量呈极显著相关,与3H和BZ1的表达量呈显著相关,表明HymMYB2基因可能对C3’5’H、DFR、ANS、F3H和BZ1具有调控作用。由此可以推断HymMYB2基因对绣球花蓝色花色素物质的形成具有调控作用,其调控方式可能是通过调控C3’5’H、DFR、ANS、F3H、BZ1等基因的表达来实现的。(4)成功构建了原核表达载体pET28a(+)-HymMYB2,并在大肠杆菌BL21中成功表达,表达出的蛋白质分子质量与预测的蛋白质的分子质量大小基本一致。(5)构建植物超表达载体pEGAD-HymMYB2,成功转化至农杆菌GV3101中,采用花序浸染法侵染拟南芥花序,成功获得转基因植株。T1代转基因植株幼苗与野生型拟南芥相比发现,转HymMYB2基因的拟南芥幼苗比野生型拟南芥幼苗更加健壮,在侧根数量和叶片数量方面明显增多,转基因型拟南芥幼苗的侧根数量约为野生型拟南芥植株幼苗的8倍,叶片数量约为野生型拟南芥植株的2倍左右。另外在转基因植株幼苗的叶柄处存在颜色变化,有花色素物质积累。由此表明HymMYB2基因不但能够促进侧根和叶片数量的增多还能够促进花色素物质积累。