茶树花青素代谢相关MYB类转录因子的功能鉴定及其表达调控作用研究

本研究以芯片杂交筛选到的茶树花青素生物合成相关的转录因子CsMYB1为切入点，分离克隆茶树MYB基因家族其他成员,并根据他们的核酸序列及所编码蛋白的结构特征，通过生物信息学手段对他们的功能进行初步解析。之后通过亚细胞定位、体外凝胶阻滞和酵母单杂交等实验对转录因子CsMYB1、CsMYB3和CsMYB4的核定位特性、DNA结合特性和转录激活特性进行验证。并以紫芽茶资源为研究材料，检测MYB转录因子基因家族所有成员的组织表达特性及其在不同处理条件下的表达规律。最后通过遗传转化手段将花青素代谢相关转录因子在模式植物拟南芥中过表达，检测转基因植株的花青素含量及其代谢相关基因的表达变化情况。希望通过本项目的实施，分离鉴定调控茶树花青素代谢的主要MYB家族成员，深入理解花青素形成与转化的调节机制，为将来利用遗传操作手段调控茶树花青素的合成方向打下基础。

MYB 类转录因子是一类包含一段保守的DNA 结合结构域的基因家族，广泛地参与植物发育和植物次生代谢的调节。本项目以茶树特异资源‘龙井紫芽’为研究材料，通过芯片技术筛选到两个可能与茶树芽叶紫化现象密切相关的MYB类转录因子，随后采用转录组测序和RACE技术从茶树中分离了120多个MYB转录因子的部分序列，获得了其中12个的全长基因。生物信息学分析表明，12 个基因的编码区均含有一个或两个MYB 结构域，且该结构域与其他植物中已克隆到的MYB 转录因子的保守结构域具有很高的同源性，说明它们都是典型的MYB类转录因子基因。随后采用荧光定量PCR技术检测其中8个转录因子和其他几个花青素代谢相关的结构基因在不同胁迫处理条件下的表达规律，以及不同转录因子在茶树不同组织中的表达特性，最后对两个与茶树花青素合成密切相关的转录因子CsMYB1和CsMYB4的功能进行了初步鉴定。研究结果初步揭示了茶树芽叶紫化的分子机制，填补了茶树花青素合成相关调节基因的研究空白，并为以后应用生物技术手段解决茶树色素及类黄酮代谢相关的育种问题开辟崭新的思路。