劉慧子 孫 丹 于 穎 張 楠 王 超

(東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點實驗室，哈爾濱 150040)

* 通信作者：E-mail:nefuwangchao@yahoo.com

白樺MYB家族基因序列及表達分析

劉慧子 孫 丹 于 穎 張 楠 王 超*

(東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種國家重點實驗室，哈爾濱 150040)

MYB轉(zhuǎn)錄因子家族是植物重要的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，其成員在植物的生長、發(fā)育、細胞壁形成及脅迫反應(yīng)等多方面發(fā)揮重要作用。從白樺(BetulaplatyphyllaSuk.)中鑒定了17條MYB家族基因，與擬南芥家族基因進行系統(tǒng)進化分析結(jié)果表明，17個白樺MYB基因分屬不同亞家族的不同亞類，其中10條屬于1R/4R型亞家族，其余7條屬于2R型亞家族。BplMYB13與已知的次生細胞壁合成相關(guān)基因AtMYB46聚為一組，BplMYB15和BplMYB26分別與脅迫響應(yīng)和非生物脅迫應(yīng)答相關(guān)MYB聚為一組，BplMYB23與硫代葡萄糖苷合成相關(guān)MYB聚為一組，BplMYB9、21和22與苯丙烷生物合成相關(guān)MYB聚為一組。利用Real time RT-PCR分析白樺MYB家族基因在白樺形成層和木質(zhì)部組織一個生長季不同發(fā)育時期及人工彎曲處理6 h的表達模式。結(jié)果顯示17個MYB基因在5月中旬至7月中旬白樺形成層活動旺盛,木質(zhì)部迅速形成期表達量較高，其中BpMYB13在全生長季形成層和新生木質(zhì)部中都有較高的表達水平，推測該基因與次生細胞壁的形成相關(guān)；在白樺莖干人工彎曲處理6 h時，與直立木和對應(yīng)木相比，14條基因在應(yīng)拉木中上調(diào)表達；與直立木相比，7條基因在對應(yīng)木中上調(diào)表達。說明這些基因?qū)θ斯澢幚砗椭亓Υ碳ぞ哂袘?yīng)答反應(yīng)，可能在白樺木質(zhì)部發(fā)育和響應(yīng)外力刺激等過程的生理變化中起重要作用。

白樺；MYB基因家族；序列分析；表達分析

最近的分子遺傳學(xué)研究表明，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)在調(diào)控導(dǎo)管分子和纖維的次生細胞壁合成程序中起著重要做用[1]。無論是植物基因的誘導(dǎo)性表達還是組成型表達，均依賴于轉(zhuǎn)錄因子對其表達的激活。相對于結(jié)構(gòu)基因而言，轉(zhuǎn)錄因子趨向于調(diào)控多步代謝反應(yīng)或整條代謝通路，在利用基因工程改良植物復(fù)雜代謝途徑中，轉(zhuǎn)錄因子是一個新型的，強有力的工具，改變轉(zhuǎn)錄因子的表達，往往可導(dǎo)致植物中該轉(zhuǎn)錄因子所控制性狀的較大改變。研究轉(zhuǎn)錄因子基因在木質(zhì)部形成過程中的表達模式，鑒定調(diào)控次生細胞壁合成途徑的轉(zhuǎn)錄因子，不止能夠幫助我們理解次生細胞壁形成的發(fā)育機制，也能為我們按照需要進行材性改良提供了有利的工具，對林木分子生物學(xué)具有潛在的重要價值[2]。

MYB(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)類轉(zhuǎn)錄因子是最大的植物轉(zhuǎn)錄因子家族成員之一，以其結(jié)構(gòu)上都有一段保守的DNA結(jié)合區(qū)-Myb結(jié)構(gòu)域而得名。MYB類轉(zhuǎn)錄因子廣泛存在于植物中，幾乎參與了植物發(fā)育和代謝的各個方面，如細胞分化、細胞周期的調(diào)節(jié)、激素和環(huán)境因子應(yīng)答，并對植物次生代謝以及葉片等器官形態(tài)建成具有重要的調(diào)節(jié)作用[3]。在植物中存在最多的是2個MYB區(qū)(R2和R3)的MYB蛋白，根據(jù)C端保守氨基酸序列的不同，R2R3-MYB可分為22個亞類，同一亞類的基因往往具有相對保守的功能[4～5]。迄今MYB轉(zhuǎn)錄因子對植物基因表達的調(diào)控機制還遠未闡述清楚。不過有一點明確的是，相當數(shù)量的MYB轉(zhuǎn)錄因子均參與植物次生代謝(特別是苯丙酸代謝)的調(diào)控[6]。擬南芥MYB46和其同源基因AtMYB83是三種主要次生細胞壁組分(包括纖維素，木聚糖和木質(zhì)素)合成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，受其上游的SND1及其同源基因的直接調(diào)控。過表達AtMYB46或者AtMYB83能夠激活木質(zhì)素，纖維素和木糖的合成，導(dǎo)致次生細胞壁的異常沉積[6]。

白樺(BetulaplatyphyllaSuk.)是東北地區(qū)主要的造林樹種之一，培育優(yōu)質(zhì)、速生的紙漿材新品種是白樺育種的重要目標。目前，對于白樺木材形成過程的基因調(diào)節(jié)研究主要集中在纖維素和木質(zhì)素生物合成關(guān)鍵調(diào)控基因上，而對上游的轉(zhuǎn)錄因子基因的研究尚未深入。因此，本文在鑒定白樺中MYB轉(zhuǎn)錄因子家族基因并研究它們表達模式的同時，尋找和次生生長相關(guān)的MYB基因，為研究其在木材形成過程中的作用機制奠定基礎(chǔ)，以期利用該基因進行白樺生長和材性的分子改良研究。

1 實驗材料和方法

1.1 植物材料

于2013年5月初形成層開始活動，樹皮逐漸離皮開始，選取東北林業(yè)大學(xué)林木遺傳育種實驗基地內(nèi)4年生健康白樺植株，每隔半個月左右取其發(fā)育中的形成層及新生木質(zhì)部組織，直至生長季將近結(jié)束，樹皮開始護皮為止，共9個發(fā)育時間點，即5月初，5月中，6月初，6月中，7月初，7月中，8月初，8月中，9月初，每個時間點取3次重復(fù)；人工模擬重力處理4年生白樺植株，使其與水平面彎曲45°，處理6 h后，取應(yīng)拉木、對應(yīng)木及直立木分生木質(zhì)部，每個處理取3次重復(fù)，以上材料均經(jīng)液氮處理，置于-80℃冰箱中保存。

1.2 白樺MYB基因的鑒定和系統(tǒng)進化分析

1.2.1 白樺MYB基因的鑒定

本實驗室前期工作建立了多個白樺各種處理的轉(zhuǎn)錄組，經(jīng)序列拼接獲得轉(zhuǎn)錄組拼接結(jié)果(實驗室內(nèi)部數(shù)據(jù)，未發(fā)表)。對獲得的unigenes進行BLASTX和BLASTN分析，根據(jù)功能注釋結(jié)果，并去掉較短的序列，以獲得不同的MYB基因全長和部分cDNA序列，通過ORF founder(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gorf.html)程序，綜合BLASTX比對結(jié)果確定其開放讀碼框。

1.2.2 白樺MYB基因的系統(tǒng)進化分析

根據(jù)文獻報道[7]，在TAIR網(wǎng)(https://www.arabidopsis.org/)上下載137條擬南芥MYB蛋白序列，包括1R、2R、3R和4R各種亞家族已知功能的蛋白，對所有17條白樺MYB蛋白和137條擬南芥MYB蛋白利用ClustalX 2.0軟件進行多序列比對和系統(tǒng)進化分析，利用MEGA6.0程序繪制N-J分子進化樹。

1.3 Real time RT-PCR分析

利用CTAB法提取白樺不同組織總RNA[8]，經(jīng)DNase I(Promega)消化處理，去除DNA污染。取1μg總RNA進行反轉(zhuǎn)錄，反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系和操作參照Primer ScriptTMRT Reagent Kit(Perfect Real Time)(Takara)。將反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物稀釋10倍，用作Real time RT-PCR的模板。選擇beta-tubulin和ubiquitin(GenBank Ac.Num.：HO112154 and FG065618)作為內(nèi)參基因。內(nèi)參和MYB基因的定量PCR引物如表1，為避免相近序列的干擾，定量PCR擴增片段盡量選擇在序列間同源性較低的區(qū)段內(nèi)。

Real time RT-PCR反應(yīng)體系為20 μL，其中包括去離子水7 μL，模板2 μL，基因特異性引物1 μL和2×Power SYBR Green PCR master mix 10 μL(Toyobo Co.,Ltd,Osaka,Japan)，設(shè)置3次重復(fù)。PCR反應(yīng)程序為94℃預(yù)變性3 min，94℃變性12 s、58℃退火30 s、72℃延伸40 s、78.4℃讀板1 s，循環(huán)45次，72℃延伸7 min。反應(yīng)在Bio-Rad Hercules.CA.USA.上完成。利用-△△CT方法進行數(shù)據(jù)分析[9]。

表1RealtimeRT-PCR引物序列

Table1RealtimeRT-PCRprimerssequences

基因命名Name正向引物(5'-3')反向引物(5'-3')MYB3AGCAGGAGCACGACAAGTTTGGATTCCCAGGAACTGATGAMYB5GGCGTGGTATATCTCGCAATTGGCTTGAGAATCTCGTGTGMYB6CTTGGGGAAGCAATCTTTCAGCTCTTCCCTAGCAGCTTCAMYB8CCCCCGGAAACTTGTAATTCGGTTGGTTTCAGATGGCACTMYB9ACCAAGGCCATTAGATGCACTTATAGTCCCCACCGGCATAMYB10GGTGCTGATCAGGAAAGGAAGTGGCAGCACAGAAGATTGAMYB11CAATTGGACTTGCACCAATGTATGGCGTCTCTCAGCCTCTMYB13GGCAACAGGTGGTCTCAAATAGCTGCTGGGACGACATATTMYB14AGAGGACCGAAGTGCAATGTTCATCAAACCCATTCGACCTMYB15GCGGAAGCTAATAAGCATGGATCATGGCCTTTGAAATTCGMYB16GACCCCAGGAAAGGAAGAAGTTGCTCCCAATCATGTCAAAMYB17TGCTAAGCCTCTTGCGATTTTTGAACTTGGTGCGATCTTGMYB21GGGCGAACAGACAATGAAATGGTGACAAACCCGACGTAGTMYB22AGTTGAGGACCACCATCACCGCCGTTGCTGTATTTGAGGTMYB23AGCAGCAGCCAAACAATTCTCGTCAGCAGCCATATTTGTGMYB25TGGCAGAAAGTGGATCATCAGATGATCTTCCAACGGGCTAMYB26CGATTTGACAGCAGACGAGATCCCTGGCAGAGACAGAGTT

圖1 白樺與擬南芥MYB蛋白進化分析Fig.1 The phylogenetic analysis of MYB proteins

2 結(jié)果與分析

2.1 白樺MYB家族基因系統(tǒng)進化分析

通過對白樺多個轉(zhuǎn)錄組拼接結(jié)果的比對查找，綜合片段長度和序列分析信息，共獲得17條MYB基因序列，都含有MYB超家族保守結(jié)構(gòu)域，命名為BplMYBs。將獲得的序列在白樺基因組數(shù)據(jù)庫(白樺基因組網(wǎng)址：http://birch.genomics.cn/)中重新比對，其序列號分別為：BplMYB3：(BP019206.1)；BplMYB5：(BP019448.1)；BplMYB6：(BP024457.3)；BplMYB8：(BP020466.1)；BplMYB9：(BP013601.1)；BplMYB10：(BP001656.1)；BplMYB11：(BP026915.1)；BplMYB13：(BP035146.1)；BplMYB14：(BP004876.1)；BplMYB15：(BP035588.1)；BplMYB16：(BP017185.1)；BplMYB17：(BP015777.1)；BplMYB21：(BP007319.1)；BplMYB22：(BP032772.1)；BplMYB23：(BP001154.1)；BplMYB25：(BP025925.2)；BplMYB26：(BP019296.1)。通過與137條擬南芥家族基因進行系統(tǒng)進化分析，結(jié)果顯示，17條MYB蛋白分屬于不同類型的亞家族及不同的組。其中BplMYB3、5、11、16、10、6、25、14、8和17這10條蛋白屬于1R/4R型亞家族，BplMYB6與AtMYBR1進化關(guān)系最近，BplMYB8和17與AtMYB4R1進化關(guān)系最近。其余7條屬于2R型亞家族。BplMYB13與已知的次生細胞壁合成相關(guān)基因AtMYB46聚為一組，BplMYB15和BplMYB26分別與脅迫響應(yīng)和非生物脅迫應(yīng)答相關(guān)MYB聚為一組，BplMYB23與硫代葡萄糖苷合成相關(guān)MYB聚為一組，BplMYB9、21和22與苯丙烷生物合成相關(guān)MYB聚為一組。

2.2白樺MYB家族基因在一個生長季不同發(fā)育階段形成層相關(guān)組織中的表達

通過Real time RT-PCR分析白樺17個MYB在一個生長季不同時間點形成層及新生木質(zhì)部相關(guān)組織的表達情況，結(jié)果如圖2所示，17個MYB基因在各個時間點與5月初的表達水平相比，表達水平和表達模式略有不同，但總體上均在5月中旬到7月中旬間具有相對較高的表達水平。隨著生長季趨于結(jié)束，其表達水平逐漸下降。其中BplMYB13在形成層和分生木質(zhì)部發(fā)育的整個生長季都具有較高的表達水平，說明其可能參與白樺木質(zhì)部的發(fā)育和次生細胞壁的形成。BplMYB9和BplMYB16在生長季初期和生長季臨近結(jié)束時具有較高的表達水平。以上結(jié)果說明，在形成層活動旺盛期，MYB家族基因的表達較活躍，根據(jù)表達模式及表達量的不同，推測不同的基因參與到不同的生理活動中。

圖2 MYB基因在生長季不同發(fā)育時期的表達分析Fig.2 The expression analysis of MYB genes in different development periods

圖3 白樺MYB家族基因在人工彎曲處理6 h的應(yīng)拉木中表達分析Fig.3 The expression analysis of MYB genes in the xylem bended for 6 h in Birch

2.3白樺MYB家族基因在人工彎曲處理6h的應(yīng)拉木中表達分析

在白樺莖干人工彎曲處理6 h后，受到重力和外力刺激下，應(yīng)拉木和對應(yīng)木中MYB家族基因的表達均發(fā)生顯著變化。其中，與直立木和對應(yīng)木相比，14條基因在應(yīng)拉木中上調(diào)表達；與直立木相比，7條基因在對應(yīng)木中上調(diào)表達。說明這些基因受拉力和重力刺激的誘導(dǎo)，在白樺應(yīng)拉木形成過程中的各種生理生化變化中起到調(diào)節(jié)作用。

3 討論

MYB家族基因根據(jù)其所含保守結(jié)構(gòu)域的不同，分為1R，2R，3R和4R幾個亞家族，不同的亞家族結(jié)構(gòu)特征不同，往往也具有不同的功能。與擬南芥MYB家族基因進行系統(tǒng)進化分析結(jié)果顯示，其中BplMYB6與AtMYBR1進化關(guān)系最近，BplMYB13與已知的次生細胞壁合成相關(guān)基因AtMYB46聚為一組，BplMYB15和BplMYB26分別與脅迫響應(yīng)和非生物脅迫應(yīng)答相關(guān)MYB聚為一組，BplMYB23與硫代葡萄糖苷合成相關(guān)MYB聚為一組，BplMYB9、21和22與苯丙烷生物合成相關(guān)MYB聚為一組。暗示這些白樺的MYB基因與擬南芥相應(yīng)的基因具有相似的功能，在白樺的細胞壁形成，脅迫響應(yīng)和苯丙烷生物合成等過程中起著重要作用。AtMYBR1與植物葉片的脅迫響應(yīng)與衰老有關(guān)[10]，因此推測BplMYB6參與白樺的脅迫響應(yīng)和衰老調(diào)控。擬南芥MYB46和其同源基因AtMYB83是三種主要次生細胞壁組分(包括纖維素，木聚糖和木質(zhì)素)合成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，過表達AtMYB46或者AtMYB83能夠激活木質(zhì)素，纖維素和木糖的合成，導(dǎo)致次生細胞壁的異常沉積[6]。因此，本研究推測BplMYB13可能參與白樺次生細胞壁的形成。苯丙烷生物合成是木質(zhì)素生物合成三大步驟的第一步，本研究中BplMYB9和21與擬南芥苯丙烷生物合成相關(guān)MYB聚為一組，推測這兩個基因參與了白樺苯丙烷生物合成乃至下游的木質(zhì)素生物合成。

樹木的形成層細胞通過分裂和分化過程形成次生木質(zhì)部細胞，形成層細胞隨著樹木的直徑和高度及季節(jié)不同也會發(fā)生變化，其基因表達的調(diào)控也隨著形成層的變化而變化[11]。北京地區(qū)毛白楊形成層及木質(zhì)部季節(jié)性研究結(jié)果顯示，在5月中旬到6月中旬，新生木質(zhì)部增長速度較初期迅速，隨后下降，在8月中旬以后，形成層層數(shù)明顯減少，到9月中旬以后形成層活動期末期達到最少且木質(zhì)部停止分化[12～13]；河北地區(qū)核桃樹形成層在5月中旬至6月中旬為活動旺盛期，7月上旬至9月初形成層活動受到高溫抑制[14]；在9月形成層又出現(xiàn)了一個恢復(fù)期，形成層層數(shù)增加[15]；北京地區(qū)的構(gòu)樹在形成層活動期即5月中旬到7月下旬，同工酶譜帶最多，其中部分酶帶在8月份消失，又在形成層停止活動時出現(xiàn)[16～17]，在桉樹，楊樹等物種中，關(guān)于維管形成層活動的基因調(diào)控研究結(jié)果表明，大量的基因在維管形成層活動期表達量顯著高于其他時期[11]。對于東北地區(qū)的樹種白樺來說，因其與北京和河北等地的物候有所區(qū)別，形成層活動期略有滯后，5月初開始離皮，9月初開始護皮，在白樺形成層發(fā)育相關(guān)基因的表達研究中，結(jié)果顯示和木質(zhì)部發(fā)育相關(guān)的基因，主要在5月中至7月中表達[18]。在本研究中，絕大部分的MYB基因也是在形成層活動旺季，即5月中至7月中具有較高的表達水平，隨后受到季節(jié)性抑制表達下降，說明這些基因參與了打破休眠，形成層發(fā)育，木質(zhì)部形成等相關(guān)的生理活動。其中BplMYB6、9和16在8月份或者9月份有一個表達的恢復(fù)，這與研究中生長季結(jié)束前形成層恢復(fù)活動和同工酶恢復(fù)作用研究結(jié)果類似，暗示這些基因參與了進入休眠前生理變化的調(diào)控。BplMYB13在整個生長季的形成層和分生木質(zhì)部中都具有交高的表達水平，結(jié)合系統(tǒng)進化分析結(jié)果，進一步顯示，其可能參與白樺木質(zhì)部發(fā)育和次生細胞壁的形成。

應(yīng)力木系統(tǒng)被認為是揭示次生木質(zhì)部發(fā)育過程中細胞壁生物合成和修飾機制的良好系統(tǒng)。此外，應(yīng)力木系統(tǒng)也是分離細胞壁生物合成調(diào)控有效因子的重要遺傳資源。Jin[19]等構(gòu)建了人工傾斜處理6 h的黃楊應(yīng)拉木cDNA文庫，獲得了5 982條cDNA序列，其中鑒定出多個次生木質(zhì)部發(fā)育和細胞壁形成相關(guān)基因，包括木質(zhì)部特異的木質(zhì)素合成關(guān)鍵基因。這些木質(zhì)素生物合成基因在應(yīng)拉木中下調(diào)表達。Paux[20]等利用cDNA文庫技術(shù)分析力桉樹應(yīng)拉木形成過程，鑒定了196條差異表達的基因，這基因功能涉及到次生木質(zhì)部結(jié)構(gòu)和成分變化的調(diào)節(jié)，如纖維素合成酶等。本研究鑒定的17個MYB基因，在白樺人工彎曲處理6 h時，其大部分基因表達明顯被誘導(dǎo)，部分基因表達被抑制，說明這些基因參與了白樺應(yīng)拉木形成過程中的生理生化變化,對進行白樺木質(zhì)部發(fā)育分子調(diào)控研究具有潛在的研究價值。

1.Zhong R Q,Ye Z H.Regulation of cell wall biosynthesis[J].Plant Biology,2007,10:564-572.

2.Zhong Ruiqin,Ye Zhenghua.Transcriptional regulation of lignin biosynthesis[J].Plant Signaling & Behavior,2009,4(11):1028-1034.

3.陳清,湯浩茹,董曉莉,等.植物Myb轉(zhuǎn)錄因子的研究進展[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),2009,28(2):365-372.

4.王希慶,陳柏君,印莉萍.植物中的MYB轉(zhuǎn)錄因子[J].生物技術(shù)通報,2003(2):22-25.

5.萬小榮,李玲.植物的MYB蛋白[J].植物生理學(xué)通訊,2002,38(2):165-170.

6.Zhong R,Lee C,Zhou J,et al.A battery of transcription factors Involved in the regulation of secondary cell wall biosynthesis inArabidopsis[J].Plant Cell,2008,20:2763-2782.

7.Hou Xiaojin,Li Sibei,Liu Shengrui,et al.Genome-Wide Classification and Evolutionary and Expression Analyses of Citrus MYB Transcription Factor Families in Sweet Orange[J].Ploe One,2014,9(11):e112375.

8.王玉成,楊傳平,姜靜.紫丁香、糖槭總RNA的快速提取方法[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001,29(6):90-91.

9.Livak K J,Schmittgen T D.Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method[J].Methods,2001,25(4):402-408.

10.Jaradat M R,Feurtado J A,Huang D,et al.Multiple roles of the transcription factor AtMYBR1/AtMYB44 in ABA signaling,stress responses,and leaf senescence[J].BMC Plant Biol.2013,28(13):192.

11.許會敏,王莉,曹德昌,等.維管形成層活動周期調(diào)控研究進展[J].科學(xué)通報,2015,07:619-629.

12.殷亞方,姜笑梅,劉曉麗.毛白楊枝條木質(zhì)部細胞分化的動態(tài)變化及其與形成層活動的相互關(guān)系[J].林業(yè)科學(xué),2004,02:119-125.

13.殷亞方,姜笑梅,魏令波.毛白楊形成層的活動周期及其POD同工酶的變化[J].林業(yè)科學(xué),2002,01:103-110,177.

14.李杰.核桃形成層活動規(guī)律及其響應(yīng)機制研究[D].保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

15.李杰,李保國,齊國輝,等.核桃枝條形成層活動周期及其淀粉貯量的變化[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,01:47-50.

16.崔克明,李正理,魏令波,等.構(gòu)樹形成層的活動周期及其淀粉貯量的變化[J].植物學(xué)報,1995,01:53-57,88.

17.崔克明,魏令波,李紹文,等.構(gòu)樹形成層活動周期中過氧化物酶和酯酶同工酶的變化[J].植物學(xué)報,1995,10:800-806.

18.Wang Chao,Wang Yucheng,Diao Guiping,et al.Isolation and characterization of expressed sequence tags(ESTs) from cambium tissue of birch(BetulaplatyphyllaSuk.)[J].Plant Mol Biol Rep,2010,28(3):438-449.

19.Jin H,Do J,Moon D,Noh EW,et al.EST analysis of functional genes associated with cell wall biosynthesis and modification in the secondary xylem of the yellow poplar(Liriodendrontulipifera) stem during early stage of tension wood formation[J].Planta,2011,234(5):959-977.

20.Paux E,Carocha V,Marques C,et al.Transcript profiling of Eucalyptus xylem genes during tension wood formation[J].New Phytologist,2005,167(1):89-100.

SequenceandExpressionAnalysisofMYBFamilyGenesinBetulaplatyphyllaSuk.

LIU Hui-Zi SUN Dan YU Ying ZHANG Nan WANG Chao*

(The State-Owned Key Laboratory of The Northeast Forestry University,Harbin 150040)

The MYB transcription factor family is one of the important plant transcription factor family members, and they have the key function on the growth, development, cell wall biosynthesis and stress response in plant. We obtained the total of 17MYBgenes, and by phylogenetic analysis, 17MYBgenes of birch belong to different subfamilies and groups. Among these genes, 10 MYBs belong to the 1R/4R subfamilies, and 7 MYBs belong to the 2R subfamily. BplMYB13 is homologous to the AtMYB46 which functions in the secondary cell wall biosynthesis. BplMYB15 and BplMYB26 belong to the group which involved in the stress response. BplMYB23 is homologous to the AtMYBs involved in the glucosinolate biosynthesis. BplMYB9, 21 and 22 have homologous with the AtMYBs functioned in phenylpropanoid biosynthesis. The expression patterns analysis among the development stages of the growth season and the tension wood and opposite wood bended for 6 h, and the normal wood were performed by real time RT-PCR. 17MYBgenes had the peak express levels from the middle of May to the middle of July, and theBplMYB13 maintained the high express levels among all the growth season in the cambium and xylem. TheBplMYB13 may play the role in the cambium and xylem development. After 6 h bending, 14MYBswere up-regulated in the tension wood compare with the opposite wood or normal wood, and 7 MYBs were increased expressed in the opposite wood than those in the normal wood. Therefore, these genes response to the artificial bending and play key roles in the physiology change during the xylem development response to the bending stress.

BetulaplatyphyllaSuk.;MYB;sequence analysis;expression analysis

國家自然科學(xué)基金(31470671)

劉慧子(1989—)，女，碩士研究生，主要從事林木基因工程研究。

2015-10-23

Q943.2

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2016.02.014