木薯MYB转录因子基因MeMYB60表达特征分析及其互作蛋白筛选 作物学报    2023, 49 (4): 955-965.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.24089

图4 木薯MeMYB60表达的组织特异性分析(A)及其在叶片中对不同胁迫的响应分析(B)
内参基因为MeActin1。**表示不同处理样品与对照样品(Control)相比差异极显著(P < 0.01)。误差线为每组处理的标准误差(n = 3)。

正文中引用本图/表的段落

利用RT-PCR对MeMYB60基因在木薯cv.60444植株不同组织中的表达情况进行分析发现, MeMYb60基因主要在木薯叶片(leaf)和叶柄(petiol)中优势表达, 而在根部(root)的表达量极低(图4-A)。利用qRT-PCR分析MeMYB60对不同环境胁迫处理的响应发现, 在干旱、低温和ABA处理下, 该基因在木薯成熟叶片中的表达量均显著下调(图4-B)。

气孔运动调控对于植物响应干旱等非生物胁迫有重要的意义, 研究表明, 拟南芥AtMYB60基因在叶片优势表达, 在花和根部的表达量极低[18-19]。另外, 海岛棉的GbMYB60基因也是在叶片优势表达, 并且其在叶片中的表达对多种非生物胁迫均有明显的响应[30]。RT-PCR结果表明, 木薯MeMYB60基因同样在叶片(包括叶柄)的优势表达, 而在根部的表达量极低(图4-A)。在干旱及ABA处理条件下, 拟南芥AtMYB60基因的表达量明显下降[18-19], 本文qRT-PCR的结果显示, 干旱、低温和ABA等处理负调控MeMYB60基因在木薯成熟叶片中的表达(图4-B)。以上试验结果表明, 木薯MeMYB60与拟南芥AtMYB60在非生物胁迫条件下有相似的表达调控模式。结合木薯MeMYB60启动子可以驱动报告基因在保卫细胞中表达的试验结果(图6), 暗示着MeMYB60基因可能参与了非生物胁迫条件下木薯气孔的开闭调节。我们前期的研究表明, 木薯中拟南芥AtMYB60的另一个同源基因MeMYB2负调控木薯叶片的失水率, 从而影响转基因木薯的干旱耐受性[12]。本文中的MeMYB60是否确实参与木薯气孔运动调节并影响木薯抗逆性, 还需要通过制备相应的转基因木薯来进一步验证其功能。

转录因子在植物非生物胁迫响应调控中的功能和机制研究持续受到关注。近期, 我们实验室报道了木薯干旱胁迫相关的SPL (SQUAMOSA promoter binding protein-like)转录因子MeSPL9在转录水平上负调控茉莉酸、脯氨酸和花青素等干旱逆境响应相关的代谢物关键合成酶基因的表达, 以此影响木薯抗旱性[31]。亚细胞定位及转录自激活试验结果(图4和图7)显示, MeMYB60编码蛋白主要定位于细胞核中, 具有明显的转录自激活活性, 表明该基因编码的蛋白可能是一个转录因子。多数MYB转录因子可以与序列为CAACTGG的DNA顺式作用元件结合, 我们前期的研究发现, 木薯MeMYB2可以与上述DNA顺式作用元件结合, 而MeMYB60却不能与该顺式作用元件结合[8]。因此, 木薯MeMYB60所识别并结合的DNA顺式作用元件还需要通过进一步的试验来确定。

本文的其它图/表

• 表1 PCR引物名称及序列
  
• 图1 木薯叶片RNA及MeMYB60基因PCR扩增产物电泳图
  
• 图2 MeMYB60 (XP_021622445.1)蛋白与其他植物MYB60蛋白的系统进化树及序列一致性
  
• 图3 木薯MeMYB60与其他植物的同源蛋白氨基酸序列比对
  黑色区块: 氨基酸一致性为100%。
  
• 图5 MeMYB60-eGFP融合蛋白的亚细胞定位
  
• 图6 MeMYB60:eGFP融合基因在MeMYB60启动子驱动下的表达分析
  
• 图7 MeMYB60蛋白序列及转录激活结构域分析
  
• 表2 MeMYB60酵母cDNA文库筛选结果
  
• 图8 酵母双杂验证MeMYB60与木薯过氧化氢酶的蛋白互作关系