红瓤核桃JrMYB4和JrMYB306基因的克隆及表达分析

摘要

【目的】探明红瓤核桃花青苷生物合成相关MYB转录因子的生物信息及表达模式。【方法】以红瓤核桃与普通绿核桃果皮转录组数据筛选获得的2个显著差异表达MYB基因JrMYB4和JrMYB306为研究对象,利用PCR扩增技术克隆得到其CDS序列,对基因结构及其编码蛋白质的理化性质进行生物信息学分析,并在红、绿核桃不同组织中进行qRT-PCR验证,进一步通过亚细胞定位与转录激活活性分析揭示其功能。【结果】JrMYB4蛋白的氨基酸序列与其他物种MYB具有较高相似性,而JrMYB306在N端R2-MYB保守结构域发生了缺失突变。系统进化树分析显示,JrMYB4和JrMYB306均与桑树(Morus notabilis)、烟草(Nicotiana tabacum)和胡萝卜(Daucus carota)的花青苷合成相关MYB具有较高相似性。2个JrMYBs基因在红瓤核桃内种皮中的表达量均显著高于绿核桃内种皮,且均在红瓤核桃自然杂交后代红叶的发育早期和后期中表达水平显著高于绿叶。2个MYB转录因子均在细胞核中发挥功能,且均具有转录自激活活性。【结论】2个核桃MYB基因表达水平和红瓤核桃色素积累情况一致,推测JrMYB4和JrMYB306可能为红瓤核桃花青苷生物合成相关的关键差异表达基因。