转录因子MaMYB4及其与MaTT8基因协同调控东莨菪苷生物合成的应用

【】本发明涉及生物，特别涉及转录因子mamyb4及其与matt8基因协同调控东莨菪苷生物合成的应用。

背景技术

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背景技术：

1、香豆素东莨菪内酯及其糖基化形式东莨菪苷是一类具有芳香气味的天然产物，是来源于苯丙烷代谢途径的重要的次级代谢产物，以游离态或糖苷的形式存在于植物中，对植物的生长发育及应答逆境胁迫有重要作用。不仅有利于植物抵抗草食昆虫和病原体，调控微生物群落结构并促进植物健康，还是活性氧的清除剂，在非生物胁迫中发挥重要作用。由于植物次生代谢产物的应用越来越多，已成为全球关注的焦点，与植物次生代谢物生物合成相关的研究日益增多。

2、白花草木樨富含东莨菪苷等次生代谢物，然而有关东莨菪苷生物合成的基因及分子机制尚未被揭示。挖掘白花草木樨东莨菪苷合成相关基因为植物次生代谢物的生物合成候选基因具有非常重要的价值。

3、myb转录因子作为植物中最大和最重要的基因家族之一，主要调控初级和次级代谢以及植物对胁迫的响应。myb转录因子可结合在苯丙烷合成相关基因的启动子上激活苯丙烷合成基因的活性。丹参smpap1可激活苯丙烷代谢途径的pal基因及花青素合成相关基因c4h、chs的表达，正调控花青素生物合成。水稻r2r3类myb转录因子osc1显著上调花青素合成相关基因(pal、chi、chs、f3h、f3’h、dfr、ans)的表达，增加花青素的合成。因此，myb通过调节苯丙烷合成途径中关键酶基因的表达调控苯丙烷代谢。bhlh转录因子往往与myb家族蛋白相互作用形成复合物，进而调控下游靶基因的表达。tt8与含有ttg1的wd40重复序列存在的myb蛋白相互作用，形成激活花青素生物合成基因的转录调节复合体。gmmyba2与gmtt8a相互作用，通过mbw复合体直接激活花青素生物合成基因。然而，关于转录因子myb参与东莨菪苷调控的报道较少，仅有拮抗转录因子myb12促进黄酮醇合成，myb4抑制黄酮醇合成从而促进东莨菪苷的产生。目前，尚无myb4调控东莨菪苷合成的功能和分子调控机制的报道。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、鉴于上述内容，有必要提供促进植物器官产生东莨菪苷的转录因子mamyb4及其应用，该发明通过研究myb家族转录因子，获得对maugt79启动子有正调控作用的mamyb4基因，及与其有互作作用的基因matt8，通过研究得出上述基因对白花草木樨东莨菪苷的积累有良好的促进作用，为改良现有白花草木樨品质缺陷、提高优质白花草木樨育种效率等实际应用具有重要意义。

2、为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明包括转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因在调控白花草木樨毛状根东莨菪苷合成上的应用，所述转录因子mamyb4的氨基酸序列如seq id no.1所示。

4、进一步的，所述应用为转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因在激活maugt79基因和/或maugt79启动子上的应用。

5、进一步的，所述编码转录因子mamyb4的核苷酸序列如seq id no.2所示。

6、进一步的，所述转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因与matt8共转化能显著提升白花草木樨毛状根中东莨菪苷的合成；所述matt8的氨基酸序列如seq id no.3所示。

7、进一步的，所述转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因与matt8共转化能显著提升激活maugt79基因和/或maugt79启动子的效果；所述matt8的氨基酸序列如seq idno.3所示。

8、进一步的，所述编码转录因子matt8的核苷酸序列如seq id no.4所示。

9、本发明还包括表达载体，所述表达载体上含有所述转录因子mamyb4基因的编码序列seq id no.2。

10、本发明还包括一种应用所述mamyb4表达载体促进白花草木樨东莨菪苷合成和/或激活maugt79启动子的方法，其特征在于，所述方法为：

11、(1)以重组质粒t-mamyb4质粒为模板，采用引物p5/引物p6通过高保真酶进行pcr扩增；用pcr产物纯化试剂盒回收mamyb4基因片段；

12、(2)用xbai和bamhi酶切植物过表达载体质粒pbi121，获得pbi121的线性化载体；

13、(3)将步骤(1)的mamyb4基因片段和pbi121的线性化载体连接获得植物过表达载体pbi121-mamyb4；

14、(4)采用电击法将步骤(3)的植物过表达载体pbi121-mamyb4转化发根农杆菌k599，再用发根农杆菌k599侵染所述白花草木樨毛状根，即得；

15、所述引物p5序列如seq id no.9所示，引物p6序列如seq id no.10所示。

16、本发明还包括一种应用所述mamyb4基因与matt8基因共转化促进白花草木樨东莨菪苷合成和/或激活maugt79启动子的方法，其特征在于，所述方法为：

17、(1)分别构建mamyb4和matt8过表达载体并命名为oe-mamyb4和oe-matt8；之后采用电击法转化发根农杆菌k599，得到不同农杆菌；

18、(2)将白花草木樨种子萌发7的后用手术刀将其根尖切断，之后轻蘸于转化了oe-mamyb4载体的农杆菌和转化了oe-matt8载体的农杆菌的菌膜，进行侵染培养，获得oe-matt8+oe-mamyb4。

19、本发明具有如下有益效果：

20、本发明提供了促进植物器官产生东莨菪苷的转录因子mamyb4及其应用。该发明的mamyb4是一个myb家族转录因子，完整编码框长度870个碱基，编码蛋白含290个氨基酸。过表达mamyb4使白花草木樨毛状根中东莨菪苷积累，同时matt8可以与mamyb4互作共同促进东莨菪苷的产生，结果对于丰富香豆素次生代谢物积累基础理论、改良现有白花草木樨品质缺陷、提高优质白花草木樨育种效率等实际应用具有重要意义。

技术特征：

1.转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因在调控白花草木樨毛状根东莨菪苷合成上的应用，所述转录因子mamyb4的氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用为转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因在激活maugt79基因和/或maugt79启动子上的应用。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述编码转录因子mamyb4的核苷酸序列如seq id no.2所示。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因与matt8共转化能显著提升白花草木樨毛状根中东莨菪苷的合成；所述matt8的氨基酸序列如seq id no.3所示。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述转录因子mamyb4或编码转录因子mamyb4的基因与matt8共转化能显著提升激活maugt79基因和/或maugt79启动子的效果；所述matt8的氨基酸序列如seq id no.3所示。

6.根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于，编码所述matt8的核苷酸序列如seq idno.4所示。

7.表达载体，其特征在于，所述表达载体上含有如权利要求3所述转录因子mamyb4基因的编码序列seq id no.2。

8.一种应用如权利要求5所述mamyb4表达载体促进白花草木樨东莨菪苷合成和/或激活maugt79启动子的方法，其特征在于，所述方法为：

9.一种应用如权利要求4所述mamyb4基因与matt8基因共转化促进白花草木樨东莨菪苷合成和/或激活maugt79启动子的方法，其特征在于，所述方法为：

技术总结
本发明涉及生物技术领域，特别涉及白花草木樨基因MaMYB4及其应用，本发明提供了促进植物器官产生东莨菪苷的转录因子MaMYB4及其应用。该发明的MaMYB4是一个MYB家族转录因子，完整编码框长度870个碱基，编码蛋白含290个氨基酸。过表达MaMYB4使白花草木樨毛状根中东莨菪苷积累，同时MaTT8可以与MaMYB4互作共同促进东莨菪苷的产生，结果对于丰富香豆素次生代谢物积累基础理论、改良现有白花草木樨品质缺陷、提高优质白花草木樨育种效率等实际应用具有重要意义。

技术研发人员：张吉宇,段珍,吴凡
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13