《MsMYB轉錄因子對紫花苜蓿耐鋁毒的調控和機制研究》是依託上海交通大學，由安淵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：MsMYB轉錄因子對紫花苜蓿耐鋁毒的調控和機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：安淵
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國南方紅壤區土壤普遍呈現強酸性，導致土壤中鋁離子活性增加，嚴重抑制紫花苜蓿生長，制約紫花苜蓿在南方種植。本課題通過對鋁脅迫下差異表達顯著的、功能未知的7個紫花苜蓿MsMYB轉錄因子基因進行克隆，並利用髮根農桿菌將MsMYB基因轉入紫花苜蓿愈傷，誘導愈傷根系。在不同鋁濃度處理下，研究轉基因愈傷根系耐鋁毒性能和黃酮與木質素合成代謝的變化及其機理。主要研究內容包括：MsMYB基因對紫花苜蓿耐鋁毒的調控作用；MsMYB基因對黃酮和木質素合成及其關鍵調控基因表達的影響；MsMYB轉錄因子調控黃酮和木質素合成的下游靶基因篩選與驗證；MsMYB基因在根組織的定位和表達變化；以及MsMYB基因調控紫花苜蓿耐鋁毒的抗氧化生理和細胞學機理，揭示7個MsMYB對紫花苜蓿耐鋁毒功能的調控作用及其調控紫花苜蓿耐鋁毒的分子、抗氧化生理和細胞機理。
結題摘要
南方紅壤土高活性Al離子對紫花苜蓿生長產生明顯的抑制作用。本研究從紫花苜蓿中克隆了MsMYB206和MsMYB741轉錄因子基因，通過正向遺傳和反向遺傳二種方式，以及獲得紫花苜蓿髮根和全株苗二種轉基因材料，對二個轉錄因子調控的下游基因、互作蛋白和耐鋁毒功能進行了研究，發現這兩個轉錄因子能夠直接調控苜蓿類黃酮代謝通路中相關基因，其中，MsMYB206與MsMYB450.1形成複合體，共同正向調控下游MsF3'H基因表達，導致轉基因紫花苜蓿FLS，CHS，PAL，IFS，4CL，CHI，COMT, F3H及F3'H 9個參與類黃酮代謝的基因明顯上調，而DFR基因表達量明顯下調，轉基因苜蓿根系總黃酮含量明顯增加，鋁含量明顯下降，耐鋁毒能力明顯提高，但RNAi苜蓿株系的根系總黃酮含量和鋁含量未發生明顯變化。MsMYB741直接與類黃酮代謝通路的2個關鍵基因MsCHI和MsPAL1啟動子結合，正向調控MsCHI和MsPAL1二個基因表達，其中，與MsCHIpro的結合位點位於-236~-153bp處的ABRE（cis-acting element involved in the abscisic acid responsiveness，ACGTG）順式作用元件，與MsCHIpro的結合位點為MYB元件（CAACCA）。同時，MsMYB741受上游MsABF2轉錄因子直接調控。轉MsMYB741苜蓿中F3H，FLS，PAL，IFS，CHS，4CL，COMT及CHI基因明顯上調，而DFR和F3'H基因表達量呈現下調趨勢，過表達髮根中總黃酮含量顯著高於對照，鋁含量明顯低於對照，而在干擾表達髮根中總黃酮含量顯著低於對照，鋁含量未發生明顯變化，甚至高於對照，轉基因苜蓿的耐鋁毒性能明顯增加。本研究結果對揭示紫花苜蓿對Al脅迫的應答機理和培育耐鋁毒苜蓿品種具有一定的理論價值和指導意義。
