小麦myb转录因子及其在木质素合成中的调控作用

木质素是重要的次生代谢物质，在植物的生长发育、机械支持和生物质能源开发中起重要作用。Myb 是植物中成员最多的转录因子调控家族，参与植物多种发育和代谢调控。我们在基因水平研究了小麦的木质素合成，并证明小麦CCR和COMT基因在茎的发育和抗倒伏方面具有重要作用。本项研究将进一步分析myb转录因子在小麦木质素合成中的调控作用。通过分离相关的myb转录因子，利用体外表达和酵母杂交系统分析myb转录因子对木质素合成相关基因的调控作用。通过荧光标记分析myb与木质素合成基因的共表达情况。开展转基因植物研究，通过抑制和过量表达myb转录因子，分析对木质素合成代谢途径的调控，以及对其它生理性状和表型的影响。为进一步阐明小麦木质素合成及其调控提供理论模型，同时也为开发重要的小麦功能基因，通过调节木质素合成解决作物倒伏和生物质能源等重要的生产实践问题提供新的思路和理论基础。

木质素是重要的次生代谢物质，在植物的生长发育、机械支持和生物质能源开发中起重要作用。Myb 是植物中成员最多的转录因子调控家族，参与植物多种发育和代谢调控。本项研究重点分析了myb转录因子在小麦木质素合成中的调控作用。通过文库筛选分离到了小麦中与木质素合成相关的myb转录因子TaMyb4，酵母杂交分析表明，TaMyb4可以结合在CAD启动子上，从而调控其基因的表达活性。在烟草中过量表达TaMyb4，可以显著降低CCR和CAD基因的表达活性，并导致木质素合成总量的降低和组成的改变，同时转基因烟草中总黄酮含量增加，而控制总黄酮合成的CHS表达量并没有增加，表明TaMyb4在抑制木质素合成后，代谢物质更多的流向总黄酮的合成路径。进一步研究了小麦中的CAD，对其生化特性和催化动力学进行了详细分析，结果证明CAD主要控制小麦茎秆木质素的合成，并在抗倒伏中发挥着重要作用。上述结果表明，小麦中存在一类特异调控木质素合成的myb转录因子，由于它具有同时调控多个木质素基因的特性，在禾本科重要农作物的分子育种中具有重要的理论意义和应用前景。这些结果圆满完成了本项目的研究目标。