茄子花青素合成關鍵基因SmDFR及調控因子SmMYB作用機制的研究

《茄子花青素合成關鍵基因SmDFR及調控因子SmMYB作用機制的研究》是依託上海交通大學，由劉楊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：茄子花青素合成關鍵基因SmDFR及調控因子SmMYB作用機制的研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉楊
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

花青素被認為是最富有保健潛力的天然植物活性物質之一。目前茄子花青素生物合成及調控機理尚未明確。項目以本實驗室克隆的茄子花青素生物合成關鍵基因SmDFR為基礎，擬在不同茄子中通過遺傳轉化過量表達及病毒誘導基因沉默干擾SmDFR來驗證其功能；對不同茄子種質進行SmDFR編碼序列差異性比較分析其進化模式；在其基礎上進一步克隆SmDFR啟動子序列，確定順式作用元件的序列特徵，以及顏色表型差異的種質間順式作用元件對SmDFR表達差異性的影響；對茄子花青素合成調控因子SmMYB進行克隆和表達分析；同時通過遮光處理研究茄子花青素積累、SmDFR、SmMYB基因表達及與光照之間的關係，以探討SmDFR、SmMYB基因與茄子花青素積累量和積累類型的關係，找到日光溫室生產中造成花青素含量巨大差異的根本原因，這將為闡明SmMYB轉錄因子在花青素生物合成過程中的調控機制、茄子種質創新和新品種選育工作提供理論基礎。

結題摘要

花青素被認為是最富有保健潛力的天然植物活性物質之一。花青素是類黃酮合成途徑的分支，光是影響花青素生物合成的最為重要的環境因子。茄子果實營養豐富，富含花青素。在實際生產中會遇到弱光條件下茄子果皮著色不良，品質下降的現象。目前茄子花青素生物合成及調控機理尚未明確。項目以本實驗室克隆的茄子花青素生物合成關鍵基因SmDFR為基礎，通過遺傳轉化實驗驗證了其功能；進一步克隆了SmDFR啟動子序列；對茄子花青素合成調控因子SmMYB進行克隆和表達分析；通過遮光處理研究茄子花青素積累、SmDFR、SmMYB基因表達及與光照之間的關係，探討了SmDFR、SmMYB基因與茄子花青素積累量和積累類型的關係。同時提供了一個新的關於描述光誘導茄子花青素合成的調控通路：在有光的條件下，光受體蛋白CRY1和CRY2接受光信號後發生激活，進而與COP1結合抑制COP1的泛素化活性，使下游轉錄因子HY5和MYB1得到了積累，從而與CHS和DFR的啟動子結合激活它們的表達，最後合成花青素使茄子果實著色；在黑暗下，COP1通過與HY5和MYB1結合發揮泛素化活性降解HY5和MYB1，從而下游花青素結構基因不能激活表達，也就沒有花青素的積累。這將為茄子種質創新和新品種選育工作提供理論基礎。