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木薯MYB转录因子基因MeMYB60表达特征分析及其互作蛋白筛选
徐子寅, 于晓玲, 邹良平, 赵平娟, 李文彬, 耿梦婷, 阮孟斌
作物学报    2023, 49 (4): 955-965.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2023.24089
摘要   (530 HTML26 PDF(pc) (5997KB)(703)  

Myeloblastosis (MYB)类转录因子在植物对非生物胁迫的响应过程中起重要调控作用。本研究在分析栽培木薯MYB家族成员表达模式的基础上, 筛选并克隆到了一个R2R3-MYB转录因子基因MeMYB60。基因表达特性分析表明, 该基因在叶片特异表达, 受干旱、低温负调控, 同时对ABA处理也有响应。启动子活性分析发现, MeMYB60可以在保卫细胞表达, 预示着该转录因子基因的表达可能与木薯气孔开闭调节有关。MeMYB60编码蛋白主要定位于细胞核中, 具有转录激活活性, 其转录激活结构域在蛋白C端第194~343氨基酸残基范围内。以MeMYB60蛋白N端第1~194氨基酸残基片段为诱饵, 从干旱胁迫后木薯叶片的cDNA文库中筛选到18种可能与MeMYB60互作的蛋白, 酵母双杂确定了MeCatlase1和MeCatalase2分别与MeMYB60存在互作关系。本研究为深入研究转录因子MeMYB60在木薯响应非生物胁迫过程中的功能并解析其调控网络奠定了基础。



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图8 酵母双杂验证MeMYB60与木薯过氧化氢酶的蛋白互作关系
正文中引用本图/表的段落
利用酵母双杂系统, 通过点对点的方式对MeMYB60与过氧化氢酶(MeCAT1和MeCAT2)蛋白之间的互作关系进行验证。由图8可知, 转化MeCAT1 + MeMYB60-194、MeCAT2 + MeMYB60- 194 的酵母可以在QDO/A/X平板上长出蓝色菌斑; 通过交换载体以进一步确认MeMYB60完整蛋白是否可以与MeCAT1和MeCAT2互作, 发现转化MeMYB60-full + MeCAT1、MeMYB60-full + MeCAT2的酵母可以在QDO/A/X平板上长出蓝色菌斑, 而共转化单个基因和空载体的酵母均未能在形成蓝色菌斑。以上结果进一步说明MeCAT1和MeCAT2可能与MeMYB60存在蛋白互作关系。
胁迫相关转录因子常与其互作蛋白协同调控木薯对非生物胁迫的响应。利用病毒介导的基因沉默系统, 研究人员发现木薯MeCIPK23蛋白通过与转录因子互作, 调控脱落酸(ABA)合成并影响木薯的抗旱性[32]。另外, 我们还发现木薯MeGRXC3通过在细胞核中与TGA转录因子互作调控转基因拟南芥对渗透胁迫的耐受性和体内活性氧的累积[33]。此外, 木薯转录因子MeRAV5可与过氧化物酶MePOD和肉桂醇脱氢酶MeCAD15互作, 调控过氧化氢(H2O2)和木质素的累积, 从而影响木薯抗旱性[34]。可见, 筛选互作蛋白是研究转录因子功能和分子调控机制的重要前提。本文通过酵母双杂系统, 从木薯cv.60444成熟叶片cDNA文库中筛选到了部分可能与MeMYB60互作的蛋白, 并且初步验证了MeMYB60与过氧化氢酶MeCAT1和MeCAT2之间的互作关系(图8), 为进一步研究MeMYB60的功能奠定了基础。
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