芥蓝bHLH类转录因子BoMIP30调控芥子油苷的分子机理

Glucosinolates(GS) are a group of secondary metabolites in Brassicaceae plants. Glucosinolates are known to be closely related to quality and resistance of Brassica vegetables, with remarkable anti-carcinogenic activity and important roles in plant defense. The biosynthesis of glucosinolate is delicately modulated by multiple signals and regulators. In our previous studies, we have screened a bHLH transcription factor BoMIP30 which is a novel GS regulator that interacts with BoMYB transcriptional factor in Chinese kale using yeast-two-hybrid assay. We hypothesize that BoMIP30 and BoMYBs co-regulate GS biosynthesis in a MYB-bHLH protein complex. In this project, we will elucidate the regulatory mechanism of BoMIP30 on glucosinolate biosynthesis in Chinese kale by using physiological, biochemical, genetic and molecular biological methods. The results will not only provide solid theoretic basis and technical support for resistance and quality improvement of Brassica vegetables via genetic engineering, and also deepen our understandings of glucosinolate metabolic regulatory network.

芥子油苷是主要存在于十字花科植物中的次生代谢物质，具有重要的生物学功能，如具有抗癌活性和参与植物的防卫反应等，与芸薹属蔬菜的品质和抗性关系密切。芥子油苷的生物合成受到多种信号分子和调控因子的精细调节。我们利用酵母筛库的方法在芥蓝中鉴定到一个与芥子油苷调节基因——MYB转录因子互作的bHLH类转录因子BoMIP30，我们认为BoMIP30与BoMYB组成一个MYB-bHLH复合体共同参与芥子油苷生物合成的调控。本项目拟在前期研究基础上综合运用生理学、遗传学、生物化学和分子生物学等思路和手段，以阐明MIP30蛋白调控芥蓝芥子油苷生物合成的分子机理。本项目研究不仅有助于利用遗传工程等方式进行芥蓝等芸薹属蔬菜的品质改良和抗性提高，而且可以深化我们对芥子油苷代谢调控网络的认识，因而有较大的理论意义和应用价值。

芥子油苷（Glucosinolate, GS）是主要存在于十字花科植物中的次生代谢物质。芥子油苷及其降解产物不仅是芸薹属蔬菜独特风味的来源，也与其品质和抗性关系密切。芥子油苷的生物合成过程受到多种信号分子和调控因子的精细调节。本研究前期通过酵母双杂筛库的实验手段在芥蓝中鉴定到芥蓝调节基因--MYB转录因子互作的bHLH类转录因子BoMIP30，本项目运用生理学、遗传学、分子生物学和生物化学等手段和思路，阐明了MIP蛋白调控芥蓝芥子油苷生物合成的分子机理。项目取得的主要成果如下：.1、本项目中，我们构建了BoMIP30过表达植株和基因组编辑植株，芥子油苷组分和含量分析表明，BoMIP30参与调控芥蓝芥子油苷的生物合成；芥子油苷生物合成基因表达模式分析结果表明，BoMIP30正向调控芥子油苷的生物合成关键基因。.2、运用酵母双杂交技术、Pull-down技术验证了BoMIP30与MYB类转录因子BoMYB51存在蛋白层面的互作关系。.3、运用染色质免疫共沉淀技术发现BoMIP30直接调控芥子油苷生物合成基因。.本项目取得的研究成果有助于深化对芸薹属蔬菜中芥子油苷代谢调控网络的认识。芥子油苷转录调控网络的阐明，可以为通过遗传工程和化学调控的方法改善芥蓝等芸薹属蔬菜的抗性和品质提供理论基础和技术支撑。