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穗醋栗是茶藨子科(Saxifrgaceae)茶藨子属(Ribes L.)小浆果类植物,按照农艺性状分为黑穗醋栗、红穗醋栗和白穗醋栗,果实颜色分别为紫黑色、红色和白色,营养成份丰富,而且黑穗醋栗和红穗醋栗果实中富含花色苷。花色苷是一种天然水溶性类黄酮物质,这种物质对人身体机能的调节以及营养物质的吸收有一定的作用,特别在预防一些神经疾病和心脑血管疾病方面有突出功效。结构基因和调控基因是影响花青素生物合成的两个主要类别。迄今为止,激活花青素途径中结构基因转录的由R2R3-MYB转录因子、bHLH类转录因子和WD40蛋白组成的MYB-bHLH-WD40(MBW)转录复合体被广泛研究。最近的许多研究表明花青素生物合成受到转录,转录后和翻译后机制的控制,MBW复合物中的R2R3-MYB蛋白通常在花青素生物合成和积累中起关键作用。为探究不同穗醋栗品种花色苷生物合成的分子机理,本研究以黑穗醋栗、红穗醋栗和白穗醋栗的栽培种为试验材料,应用RACE方法克隆了与穗醋栗花色苷合成相关的MYB1基因全长序列,并对穗醋栗MYB1基因进行基因特征及系统进化分析。利用实时定量PCR分析穗醋栗果实5个不同生长发育时期MYB1和MYB10基因的表达模式。分别构建了MYB1和MYB10基因的表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化转染拟南芥,成功获得阳性转化株系并对其表型进行观察。研究结果如下:1.RACE法克隆了三种穗醋栗MYB1基因全长cDNA序列,获得了 3个基因的序列,分别是全长为980bp的RnMYB1基因,编码303个氨基酸;全长为975 bp的RrMYB1基因,编码303个氨基酸;全长为917 bp的RaMYB1基因,编码130个氨基酸;系统发育分析表明:RaMYB1与其他物种氨基酸序列差异较大,进而无法构成进化树;RnMYB1和RrMYB1与其他物种都不相似,单属一支,种属特性明显。2.实时荧光定量PCR分析结果表明,MYB1和MYB10基因在黑穗醋栗果实中的表达量高于红穗醋栗且远远高于白穗醋栗。在黑穗醋栗和红穗醋栗中,RnMYB1、RrMYB1、RnMYB10和RrMYB10基因表达量都呈现先上升后下降的趋势,即为在果实转色程度为75%时,RnMYB1、RrMYB1、RnMYB10和RrMYB10基因表达量达到最大,当果实转色程度达到100%时,RnMYB1、RrMYB1、RnMYB10和RrMYB10基因表达量呈小幅下降;在白穗醋栗中,RaMYB1和RaMYB10基因的表达量都极低,几乎检测不到。MYB1和MYB10基因在穗醋栗果实着色过程中发挥重要作用。3.利用Gateway技术分别构建3种不同颜色穗醋栗果实MYB1和MYB10基因的6个基因表达载体,经PCR检测鉴定后将构建好的重组质粒表达载体采用三亲杂交法转入农杆菌LBA4404中。4.采用蘸花法侵染野生型拟南芥,成功获得转入RnMYB10、RrMYB10和RaMYB10的转基因植株。对转基因株系的表型观察结果显示,转RnMYB10和转RrMYB10拟南芥与对照野生型拟南芥相比,表现出了明显的紫色叶柄和叶片。转RaMYB10拟南芥无明显颜色变化。转RnMYB10和转RrMYB10拟南芥其花色苷生物合成相关结构基因CHS、CHI、F3H、ANS、UFGT、DFR的表达均呈上调,转RaMYB10拟南芥无明显变化,表明RnMYB10、RrMYB10和RaMYB10基因对花色苷的合成具有促进作用。