类*酮是一类重要的植物次级代谢产物,这类化合物对于植物的抗性、人体和动物健康具有重要作用。类*酮的生物合成受到多种因素的调控,在基因水平上,MYB类转录因子是调控类*酮的关键基因家族。近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牧草种质资源团队在MYB转录因子调控植物类*酮生物合成的研究中取得重要进展。

研究人员从富含类*酮的孑遗植物银杏中筛选并鉴定了一个关键MYB转录因子基因GbMYBR1,发现其主要在叶片中表达并发挥作用。当该基因在模式植物拟南芥中过量表达时,转基因植株生长迟缓、木质素含量减少、表皮毛密度降低、叶片中主要类*酮(花青素和*酮醇)的含量显著减少,种子中缩合单宁和*酮醇的含量明显降低,种子表皮显现浅褐色;经过qPCR和转录组测序对比分析发现,转基因植株相对于野生型对照植株而言,苯丙氨酸生物合成途径、表皮毛形成相关、病原菌抗性相关基因的表达受到显著抑制;酵母双杂交实验表明,GbMYBR1可直接与bHLH家族的GL3蛋白相互作用从而调控下游基因的表达水平。该研究证明GbMYBR1具有调控植株生长、苯丙氨酸积累、表皮毛发育等多重功能,是一类新型的MYB型抑制因子。该研究为深入解析植物类*酮的转录调控机制和类*酮的分子改良提供了新思路,为牧草功能性代谢物的分子改良提供了重要参考。

相关成果发表在Planta。该研究得到国家自然科学基金项目、中国农业科学院基本科研业务费等项目支持。

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