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龍眼花色素苷生物合成相關(guān)基因DlCHS9的序列與功能分析

2024-12-31 00:00:00李艷紅蔡芹杜麗娜陳哲譚芳胡福初
熱帶作物學(xué)報(bào) 2024年11期
關(guān)鍵詞:花色素紅皮龍眼

摘""要:查爾酮合成酶(chalcone"synthase,"CHS)是植物類(lèi)黃酮化合物合成途徑的第一個(gè)關(guān)鍵酶。前期在龍眼(Dimocarpus"longan"Lour.)中鑒定了與花色素苷合成密切相關(guān)的DlCHS9,發(fā)現(xiàn)與紅皮龍眼相比,其在石硤龍眼果皮中的表達(dá)水平較低。為了進(jìn)一步探究DlCHS9的生物學(xué)功能,本研究分別克隆石硤龍眼DlCHS9-SX和紅皮龍眼DlCHS9-HP基因,氨基酸序列比對(duì)分析發(fā)現(xiàn),兩二者僅在第328位氨基酸位點(diǎn)有差異,但該位點(diǎn)并不是關(guān)鍵酶活性位點(diǎn)。進(jìn)一步構(gòu)建植物表達(dá)載體,并采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤(pán)法將DlCHS9-SX轉(zhuǎn)入煙草。結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因煙草花瓣更紅,花色素苷含量更高,說(shuō)明DlCHS9-SX超表達(dá)能促進(jìn)煙草花瓣花色素苷的積累。分析DlCHS9的啟動(dòng)子序列表明,相似度為96.2%,與DlCHS9-HP的啟動(dòng)子相比,DlCHS9-SX的啟動(dòng)子有32個(gè)SNP、14個(gè)堿基插入和12個(gè)堿基刪除,多1個(gè)脫落酸響應(yīng)元件(ABRE),少1個(gè)光反應(yīng)元件(Box4)、1個(gè)低溫響應(yīng)元件(LTR)和1個(gè)MYC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合元件。綜上所述,DlCHS9-SX是石硤龍眼花色素苷合成的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因之一,而其啟動(dòng)子序列與紅皮龍眼差異較大,可能是其在石硤果皮中表達(dá)較低的重要原因之一。

關(guān)鍵詞:龍眼;DlCHS9;煙草;花色素苷中圖分類(lèi)號(hào):S667.2""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

Sequence"and"Function"Analysis"of"DlCHS9"rRelated"to"Anthocyanin"Biosynthesis"in"Longan

LI"Yanhong2,"CAI"Qin2,"SHEN"Wei2,"DU"Lina2,"CHEN"Zhe1,"TAN"Fang2,"LAI"Biao2,"HU"Fuchu*1*

1."Institute"of"Tropical"Fruit"Trees,"Hainan"Academy"of"Agricultural"Sciences"/"Key"Laboratory"of"Genetic"Resources"Evaluation"and"Utilization"of"Tropical"Fruits"and"Vegetables"(Co-construction"by"Ministry"and"Province"and"Ministry"of"Agriculture"and"Rural"Affairs)"/"Key"Laboratory"of"Tropical"Fruit"Tree"Biology"of"Hainan"Province"/"Haikou"Scientific"Observation"and"Experimental"Station"for"Tropical"Fruit"Trees,"Ministry"of"Agriculture"andnbsp;Rural"Affairs,"Haikou,"Hainan"571100,"China;"2."School"of"Advanced"Agriculture"and"Bioengineering,"Yangtze"Normal"University,"Chongqing"408100,"China

Abstract:"Chalcone"synthase"is"a"crucial"enzyme"in"the"initial"stage"of"the"flavonoid"biosynthetic"pathway."To"explore"the"biological"functions"of"our"previously"identified"chalcone"synthase"coding"gene"DlCHS9"from"longan,"which"is"associated"with"anthocyanin"accumulation,"DlCHS9-SX"and"DlCHS9-HP"from"Shixia"and"Hongpi"longan,"were"cloned"respectively."Amino"acid"sequences"of"DlCHS9-SX"and"DlCHS9-HP"were"compared"and"found"to"differ"only"at"position"328,"which"was"not"a"key"active"site."Subsequently,"an"expression"vector"was"created,"and"the"Agrobacterium-mediated"leaf"disc"method"was"used"to"introduce"DlCHS9-SX"into"wild"tobacco."The"anthocyanin"content"in"the"petals"of"transgenic"tobacco"was"notably"higher"than"that"in"the"wild"type,"suggesting"that"the"DlCHS9-SX"gene"enhances"anthocyanin"accumulation"in"tobacco"petals."The"promoter"sequences"of"the"two"DlCHS9"genes"revealed"a"similarity"of"96.2%."Compared"to"the"promoter"of"DlCHS9-HP,"the"promoter"of"DlCHS9-SX"had"32"SNPs,"14"base"insertions,"and"12"base"deletions."Specifically,"the"DlCHS9-SX"promoter"contained"an"additional"abscisic"acid"responsive"element"(ABRE),"one"fewer"light-responsive"element"(Box4),"one"less"low"temperature-responsive"element"(LTR),"and"one"less"MYC"transcription"factor"binding"site."In"conclusion,"DlCHS9-SX"plays"a"pivotal"role"as"a"structural"gene"in"longan"anthocyanin"biosynthesis."The"differences"in"the"DlCHS9"promoter"in"Shixia"longan"may"contribute"to"its"lower"expression"level.

Keywords:"Dimocarpus"longan"Lour;"DlCHS9;"tobacco;"anthocyanin

DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2024.11.007

果實(shí)顏色是決定果實(shí)品質(zhì)和影響商品價(jià)值的重要因素之一。豐富多樣的果實(shí)顏色深受消費(fèi)者的喜愛(ài),也是育種者的重要育種目標(biāo)?;ㄉ剀帐枪麑?shí)重要的呈色黃酮類(lèi)物質(zhì)。花色素苷生物合成途徑是植物類(lèi)黃酮代謝途徑的一個(gè)分支,是通過(guò)多個(gè)基因參與的苯丙氨酸途徑。查爾酮合成酶基因(chalcone"synthase,"CHS)是該途徑核心階段的第一個(gè)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因,屬于花色素苷生物合成的早期合成基因[1]。在許多物種如蘿卜[2]、鴛鴦茉莉[3]、小蒼蘭[4]等的研究均表明CHS的表達(dá)水平與不同組織花色素苷的積累量密切相關(guān)?;ㄉ剀丈锖铣傻慕Y(jié)構(gòu)基因受到MYB、bHLH和WD40這三3類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控[5]。研究表明,光在MYB轉(zhuǎn)錄因子對(duì)CHS基因調(diào)控的過(guò)程可能發(fā)揮了重要作用[6]。

龍眼(Dimocarpus"longan"Lour)是無(wú)患子科龍眼屬植物,是中國(guó)南方地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)果樹(shù)作物。我國(guó)主栽的龍眼品種果皮通常呈現(xiàn)黃褐色或者黃灰色,色澤單一,限制了果實(shí)生物學(xué)特征的多樣性和市場(chǎng)潛力。而在東南亞地區(qū)有一個(gè)果皮呈紅色的紅皮龍眼野生品種,它的發(fā)現(xiàn)增加了龍眼果實(shí)顏色類(lèi)型并為龍眼新品種培育提供了候選材料[7]。YiI等[8]研究表明紅皮龍眼果皮的紅色主要因?yàn)榛ㄉ剀盏姆e累。本研究前期發(fā)現(xiàn)龍眼基因組中DlCHS有8個(gè)成員,其中DlCHS9的表達(dá)水平與紅皮龍眼和石硤龍眼各組織的花色素苷含量呈正相關(guān),且DlCHS9在紅皮龍眼果皮中的表達(dá)水平明顯高于石硤龍眼果皮,因此DlCHS9是龍眼花色素苷的生物合成的關(guān)鍵基因[9]。為了進(jìn)一步探究龍眼DlCHS9的生物學(xué)功能,本研究以石硤龍眼(SX)和紅皮龍眼(HP)為材料,分析兩者DlCHS9的推測(cè)氨基酸序列差異,進(jìn)一步轉(zhuǎn)化煙草分析DlCHS9-SX功能,并比較兩二者的啟動(dòng)子序列。本研究為探明普通龍眼果皮不積累花色素苷的分子機(jī)理奠定基礎(chǔ)。

1""材料與方法

1.1""材料

石硤龍眼、紅皮龍眼葉片樣品采自重慶市涪陵區(qū)長(zhǎng)江師范學(xué)院校內(nèi)龍眼基地。樣品采集后使用液氮迅速冷凍,并置于–80"℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2""方法

1.2.1""DNA、RNA提取及反轉(zhuǎn)錄合成cDNA""利用CTAB法提取石硤龍眼、紅皮龍眼和轉(zhuǎn)基因煙草植株葉片DNA。使用Magen公司的Hipure"Plant"RNA"Mini"Kit試劑盒分別提取石硤龍眼葉片、紅皮龍眼葉片、煙草W38的RNA。采用TaKaRa的SuperScipt"OneStep"RT-PCR"System試劑盒進(jìn)行RNA反轉(zhuǎn)錄合成第一1條鏈cDNA。

1.2.2""DlCHS9基因克隆、超表達(dá)載體的構(gòu)建及其啟動(dòng)子的克隆""根據(jù)實(shí)驗(yàn)室前期獲得的轉(zhuǎn)錄組序列,設(shè)計(jì)特異引物DlCHS9-F和DlCHS9-R(表1),分別以石硤龍眼葉片的cDNA和泰國(guó)紅皮龍眼葉片的cDNA為模板進(jìn)行特異PCR擴(kuò)增,然后將得到的片段通過(guò)Gibson組裝的方法分別重組到EcoR"Ⅰ和Xhonbsp;Ⅰ線性化的pSAK277載體上,將連接產(chǎn)物分別轉(zhuǎn)化大腸桿菌感受態(tài)細(xì)胞DH5α,經(jīng)菌落PCR初篩,將陽(yáng)性質(zhì)粒送至華大基因進(jìn)行序列測(cè)定。

根據(jù)龍眼基因組數(shù)據(jù)庫(kù)查找選取DlCHS9基因的上游2000"bp當(dāng)作啟動(dòng)子序列,設(shè)計(jì)特異引物proDlCHS9-F和proDlCHS9-R(表1),分別以石硤龍眼的DNA和紅皮龍眼的DNA為模板進(jìn)行特異PCR擴(kuò)增,純化后連接到用KpnⅠ"Ⅰ和XhoⅠ"Ⅰ雙酶切線性化的pGreen-0800-luc載體上。同上述將連接產(chǎn)物分別轉(zhuǎn)化大腸桿菌而后將篩選陽(yáng)性質(zhì)粒送至華大基因進(jìn)行序列測(cè)定。

1.2.3""生物信息學(xué)分析""使用Clustal"X軟件進(jìn)行氨基酸序列的比對(duì)分析。利用PlantCARE(https://"bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)在線預(yù)測(cè)網(wǎng)站預(yù)測(cè)啟動(dòng)子上的順式作用元件。

1.2.4""植物表達(dá)載體構(gòu)建及煙草遺傳轉(zhuǎn)化""使用EcoR"Ⅰ和Xho"Ⅰ對(duì)質(zhì)粒pSAK277雙酶切獲得線性化pSAK277載體片段,通過(guò)Gibson組裝的方法將PEG純化后的DlCHS9-SX基因重組到線性化的pSAK277載體上獲得超表達(dá)載體。利用化學(xué)農(nóng)桿菌感受態(tài)轉(zhuǎn)化方法轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞GV3101。利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤(pán)法轉(zhuǎn)化野生型煙草[10]。

1.2.5""花色素苷含量測(cè)定""利用pH差示法測(cè)定煙草花瓣中花色素苷的含量,參照WeiEI等[11]的方法進(jìn)行測(cè)定,具體步驟為:分別取3個(gè)生物學(xué)重復(fù)花瓣樣品于1"mL浸提液(甲醇∶水∶濃鹽酸="85∶12∶3)中,室溫避光充分浸提。取0.1"mL浸提液分別加入2支試管中,分別加入0.4"mL"Buffer"1[(0.2"mol/L"KCl∶0.2"mol/L"HCl(25∶67),pH"1])和Buffer"2[(1"mol/L"NaAc∶0.4"mol/L"HCI(100∶150),pH"5]),用酶標(biāo)儀分別測(cè)定其在530"nm處的吸光值(OD)。根據(jù)公式計(jì)算,花色素苷含量(mg/g)=DOD530×5×1×445.2×W/(29"600×W)29600/W/W;式中,5為稀釋倍數(shù),1為提取液體積(mL),445.2為矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷的相對(duì)分子質(zhì)量,29"600為矢車(chē)菊素-3-葡萄糖苷的摩爾比吸收系數(shù),W為樣品質(zhì)量(g)。

1.23""數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft"Excel"2016軟件計(jì)算W38和DlCHS9-SX轉(zhuǎn)基因植株花瓣花色素苷含量的平均值及標(biāo)準(zhǔn)誤差。利用Sigmaplot"14.0軟件分別對(duì)W38和DlCHS9-SX轉(zhuǎn)基因植株各株系數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行T測(cè)試,明確是否存在顯著性差異。

2""結(jié)果與分析

2.1""龍眼DlCHS9基因克隆及序列分析

根據(jù)前期通過(guò)全基因組鑒定到的可能參與龍眼花色素苷生物合成的關(guān)鍵DlCHS9的序列設(shè)計(jì)特異引物[9],分別以石硤和紅皮龍眼葉片的cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。測(cè)序結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)2個(gè)DlCHS9基因的開(kāi)放閱讀框長(zhǎng)度均為1182"bp,編碼了393個(gè)氨基酸,分別命名為DlCHS9-SX和DlCHS9-HP,兩二者核苷酸序列相似度高達(dá)98.82%,在14個(gè)核苷酸位點(diǎn)存在差異。

使用Clustal"X軟件,將DlCHS9-SX和DlCHS9-HP推測(cè)氨基酸序列與荔枝(Litchi"chinensis)的LcCHS、非洲菊(Gerbera"hybrida)的GhCHS1和、GhCHS3、玉米(Zea"mays)的ZmC2和ZmWhp、擬南蕎(Arabidopsis"ihaliana)的AtTT4的6個(gè)CHS同源基因氨基酸序列進(jìn)行比對(duì)分析,保守位點(diǎn)預(yù)測(cè)分析方法參照考蔣雅欣等[9]的方法,發(fā)現(xiàn)8個(gè)CHS均含有4個(gè)保守的活性位點(diǎn)氨基酸殘基(紅色方框)、典型的13個(gè)惰性活性位點(diǎn)(藍(lán)色方框)、CHS的特征序列(WGVLFGFGPGLT)(黃色方框)。而DlCHS9-SX和DlCHS9-HP氨基酸序列僅在328位點(diǎn)上存在差異,DlCHS9-SX的氨基酸為谷氨酸(glutamic"acid,"E),DlCHS9-HP的328位氨基酸為天冬氨酸(aspartic"acid,"D)(綠色方框),而該位點(diǎn)不是關(guān)鍵活性位點(diǎn)(圖1),因此,初步推測(cè)DlCHS9-SX在該位點(diǎn)氨基酸的差異可能對(duì)其基因功能沒(méi)有無(wú)影響(圖1)。

2.2""DlCHS9-SX超表達(dá)載體的構(gòu)建及煙草遺傳轉(zhuǎn)化

將利用特異引物擴(kuò)增得到的DlCHS9-SX基因片段通過(guò)Gibson組裝的方法重組到超表達(dá)載體pSAK277上,陽(yáng)性克隆質(zhì)粒測(cè)序分析結(jié)果正確,表明超表達(dá)載體已成功構(gòu)建,同時(shí)利用SnapGene軟件繪制pSAK277-DlCHS9-SX重組質(zhì)粒圖譜(圖2)。

紅色框內(nèi)為聚酮合成酶的4個(gè)保守的活性位點(diǎn);黃色框內(nèi)為CHS的模式序列(WGVLFGPGLT);藍(lán)色框內(nèi)為13個(gè)塑造活性位點(diǎn)幾何結(jié)構(gòu)的氨基酸殘基;綠色框內(nèi)為DlCHS9-SX和DlCHS9-HP的氨基酸的差異位點(diǎn)?;虻卿浱?hào):荔枝(AtTT4:GU288820.1)、非洲菊(GhCHS1:Z38096.1;GhCHS3:Z38098.1)、擬南芥(AtTT4:,AT5G13930)、玉米(ZmC2:X60205.1;ZmWhp:X60204.1)。

The"four"conserved"active"sites"of"the"polyketide"synthase"are"marked"in"the"red"box;"The"pattern"sequence"(WGVLFGPGLT)"of"CHS"is"highlighted"in"the"yellow"box;"the"amino"acid"residues"that"shape"the"geometry"of"13"the"active"sites"are"highlighted"in"the"blue"box;"The"differences"in"amino"acid"residues"between"DlCHS9-SX"and"DlCHS9-HP"are"highlighted"in"the"green"box."GenBank"register"number:"Litchi"chinensis"(AtTT4:"GU288820.1),"Gerbera"hybrida"(GhCHS1:"Z38096.1;"GhCHS3:"Z38098.1),"Arabidopsis"ihaliana"(AtTT4:"AT5G13930),"Zea"mays"(ZmC2:"X60205.1;"ZmWhp:"X60204.1).

為進(jìn)一步驗(yàn)證DlCHS9-SX是否參與龍眼花色素苷生物合成,將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞GV3101中,利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤(pán)法轉(zhuǎn)化野生型煙草共獲得29株抗性植株,提取轉(zhuǎn)基因煙草植株葉片DNA并進(jìn)行目的基因PCR檢測(cè),有陽(yáng)性植株23株,陽(yáng)性率為79%。選取3株陽(yáng)性植株進(jìn)一步分析。以轉(zhuǎn)基因煙草花瓣cDNA為模板(重組質(zhì)粒為陽(yáng)性對(duì)照,野生型煙草為陰性對(duì)照,無(wú)菌水為空白對(duì)照)檢測(cè)煙草內(nèi)參基因(圖3A)和DlCHS9-SX(圖3B)是否表達(dá)。結(jié)果表明3株轉(zhuǎn)化植株中的DlCHS9-SX基因在花瓣中成功表達(dá)。

2.3""轉(zhuǎn)基因煙草花瓣表型分析

從圖4A可以看出,轉(zhuǎn)基因的3個(gè)株系煙草花瓣明顯比對(duì)照更紅。進(jìn)一步利用pH差示法測(cè)定了野生型W38和轉(zhuǎn)基因煙草花瓣中花色素苷的含量。結(jié)果分析顯示,3個(gè)轉(zhuǎn)基因株系花瓣花色素苷含量均顯著高于野生型。其中10號(hào)株系花瓣的花色素苷含量最高(0.074"mg/g),為野生型的4.37倍;3號(hào)株系花瓣花色素苷含量為野生型的3.17倍;2237號(hào)株系花瓣花色素苷含量為野生型的3.08倍(圖4B)。表明DlCHS9-SX基因在煙草中異源表達(dá)促進(jìn)了花瓣花色素苷的積累。2.4""紅皮龍眼和石硤龍眼DlCHS9基因啟動(dòng)子分析

進(jìn)一步分別克隆了石硤DlCHS9-SX的啟動(dòng)子序列與紅皮龍眼DlCHS9-HP的啟動(dòng)子序列,比對(duì)發(fā)現(xiàn)它們的相似度高達(dá)96.2%,與DlCHS9-HP的啟動(dòng)子序列相比,DlCHS9-SX的啟動(dòng)子有32個(gè)SNP、14個(gè)堿基插入和12個(gè)堿基刪除(圖5)。利用PlantCARE植物啟動(dòng)子在線預(yù)測(cè)網(wǎng)站對(duì)DlCHS9-SX的啟動(dòng)子和DlCHS9-HP的啟動(dòng)子進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),2條啟動(dòng)子序列除含有核心啟動(dòng)子元件(TATA-Box、CAAT-Box)之外,還存在一些其他重要順式作用元件。這些元件的功能包括參與脫落酸響應(yīng)(ABRE)、光反應(yīng)(G-box、ACE、GA-motif、Box"4)、脫氧誘導(dǎo)(ARE)、茉莉酸甲酯(MeJA)響應(yīng)(CGTCA-motif、TGACG-motif)和種子特異性調(diào)控(RY-element)等。與DlCHS9-HP的啟動(dòng)子相比,DlCHS9-SX的啟動(dòng)子多1個(gè)脫落酸響應(yīng)的順式作用元件(ABRE)(紫色底紋),缺少1個(gè)光照響應(yīng)(Box"4)(淺綠色底紋)、1個(gè)低溫響應(yīng)(LTR)(綠色底紋)和1個(gè)MYC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)(藍(lán)色底紋)順式元件,但均含有與查爾酮合成酶調(diào)控功能相關(guān)的順式作用元件,包括MYB轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)順式元件,MYC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)順式元件等(圖5)。推測(cè)DlCHS9基因的啟動(dòng)子序列差異可能是引起石硤DlCHS9表達(dá)水平低的原因之一。

3""討論

CHS負(fù)責(zé)催化3分子的丙二酰-CoA和1分子的對(duì)香豆酰-CoA結(jié)合形成查爾酮,這該反應(yīng)是類(lèi)黃酮合成途徑的關(guān)鍵限速步驟[12]。CHS基因在植物中通常以多基因家族的形式存在,但其中只有少數(shù)成員與植物花色素苷合成密切相關(guān)。非洲菊(Gerbera"hybrida)中GCHS1和GCHS4與花色素苷合成有關(guān),當(dāng)沉默GCHS1時(shí)花瓣變?yōu)榘咨玔13]。李文飛等[14]從紅皮香蕉和天寶香蕉中發(fā)現(xiàn)了4個(gè)差異表達(dá)的MaCHS可能是紅皮香蕉花色素苷積累的重要原因。本研究前期從龍眼中鑒定到8個(gè)DlCHS家族成員,通過(guò)基因表達(dá)分析篩選出了與花色素苷合成緊密相關(guān)的DlCHS9[9]。本研究發(fā)現(xiàn)石硤龍眼DlCHS9-SX和紅皮龍眼DlCHS9-HP的核苷酸相似度達(dá)98.82%,僅有14個(gè)位點(diǎn)存在差異。王志彬等[15]的研究中也發(fā)現(xiàn)CHS在不同種質(zhì)的柑橘中的核苷酸序列高度保守,相似性達(dá)98%以上。而氨基酸序列分析發(fā)現(xiàn)兩二者均僅在328位氨基酸位點(diǎn)有差異,且該位點(diǎn)不在關(guān)鍵活性位點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)CHS關(guān)鍵位點(diǎn)的差異會(huì)導(dǎo)致其功能差異,例如,紫羅蘭(Matthiola"incana)白花突變體是由于CHS其中一個(gè)編碼精氨酸的AGG變成了編碼絲氨酸的AGT,從而導(dǎo)致CHS失去生理活性而影響花色素的形成[16]。本研究轉(zhuǎn)DlCHS9-SX基因煙草的花冠花色素苷含量明顯更高,顏色更紅??梢?jiàn),石硤和紅皮龍眼中CHS單個(gè)氨基酸的差異并沒(méi)有未影響其誘導(dǎo)花色素苷的積累的功能。

花色素苷生物合成受到轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控、激素信號(hào)(乙烯、赤霉素和脫落酸等)和環(huán)境脅迫(光照、溫度、水分及機(jī)械損傷等)的影響[17]。作為包含花色素苷在內(nèi)的類(lèi)黃酮物質(zhì)合成的第一個(gè)關(guān)鍵酶基因,CHS屬于誘導(dǎo)表達(dá)型,其在轉(zhuǎn)錄水平也受到轉(zhuǎn)錄因子、激素、光等因素的影響[18]。

方框內(nèi)為DlCHS9啟動(dòng)子相同順式作用元件;有顏色底紋部分為石峽或紅皮龍眼DlCHS9啟動(dòng)子單獨(dú)含有順式作用元件。

在多種植物的CHS啟動(dòng)子的研究中發(fā)現(xiàn)MYB和MYC(bHLH)轉(zhuǎn)錄因子可以與CHS啟動(dòng)子直接結(jié)合從而調(diào)控其表達(dá)[19-21]。本研究DlCHS9-SX和DlCHS9-HP的啟動(dòng)子順式作用元件均含有MYB轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)順式元件,MYC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)等順式元件,但也存在多個(gè)差異的與激素、光、溫度等響應(yīng)的順式作用元件及轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)元件,而這些差異可能會(huì)引起DlCHS9-SX的表達(dá)差異。因此,DlCHS9基因的啟動(dòng)子序列差異可能是引起石硤和紅皮龍眼果實(shí)顏色差異的重要原因之一。

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