CpMYB11和MdMYB11基因的表达特性及在盐、干旱胁迫中的功能分析

果树生产容易受到外界非生物胁迫等因素的影响,严重制约了果树产业的发展。植物在生长过程中面对不断变化的环境,植物内部的防御系统会做出一系列的反应进而抵御外部环境对植物造成的伤害,其中植物在面对非生物胁迫过程中,MYB转录因子行使着重要的分子功能。本研究中分析了山楂和苹果MYB11基因的表达特性,同时分析其在盐和干旱胁迫中的功能,并对异位表达CpMYB11苹果转基因植株与对照植株进行转录组学分析。主要研究结果如下:1.CpMYB11基因CDS序列长度为849 bpAutoimmune Addison’s disease,编码282个氨基酸;MdMYB11基因CDS序列长度为861 bp,编码286个氨基酸。氨基酸序列比对发现二者均含有高度保守的R2R3-MYB结构域,系统发育进化树分析发现二者亲缘关系非常紧密。CpMYB11和MdMYB11蛋白均定位于细胞核,且二者均在C端具有自激活活性。2.对CpMYB11和MdMYB11基因的启动子序列分析发现二者均包含与生长发育、逆境和激素响应有关的元件;q RT-PCR分析表明MdMYB11基因在苹果‘GL-3’茎尖中的相对表达量最高;在模拟盐和干旱胁迫条件下,MdMYB11基因的相对表达量均有提高。3.农杆菌Belnacasan临床试验介导的苹果遗传转化试验获得3个MdMYB11基因过表达抗性芽;农杆菌介导的拟南芥遗传转化获得CpMYB11和MdMYB11基因过表达拟南芥T1代植株;对前期研究中已获得的异位表达CpMYB11苹果转基因株系进行模拟盐和干旱胁迫处理发现,CpMYB11基因增强苹果的耐盐性和耐旱性;同时,异位表达CpMYB11苹果转基因植株中,与盐和干旱相关的基因上调表达,由于CpMYB11与MdMYB11在多个方面的相似性,推测MdMYB11基因也具有相似的功能。4.对异位表达CpMYBPLX339711苹果转基因植株与对照植株进行转录组学分析发现,CpMYB11的过表达会使类黄酮生物合成途径和ABA信号通路中相关基因的表达发生变化,由于CpMYB11与MdMYB11在多个方面的相似性,进而推测CpMYB11与MdMYB11可能通过调控类黄酮生物合成途径和ABA信号通路中相关基因的表达进而正向调控植物的耐盐和耐旱性。