化橘红转录因子MYC2基因在调控类黄酮生物合成中的应用

本发明属于分子育种，具体涉及化橘红转录因子myc2基因在调控类黄酮生物合成中的应用。

背景技术：

1、化橘红(citrus grandis‘tomentosa’)属芸香科柑橘属柚类，是广东省化州市的特有果树，并受国家地理标志保护。化橘红能止咳化痰，尤其是针对久咳不愈症状有较好的效果。近年来，通过药效筛选及谱效学分析已初步明确化橘红中主要活性成分是黄酮类物质，而类黄酮是具有多种生物活性的植物次生代谢物。化橘红中所含有的类黄酮物质主要有柚皮苷、野漆树苷等，具有镇咳、祛痰、抗肺部炎症及肺纤维化等功效，可替代成瘾性止咳药物。

2、当前，化橘红树种出现品种退化的现象。因此，培育高类黄酮含量的化橘红新品种是这一产业重要的研究方向。由于柑橘童期长以及高度杂合的遗传特性，导致采用传统育种方式培育柑橘新品种受到极大限制，而分子育种的定向和高效等优势则有利于化橘红高类黄酮含量的“精准育种”。然而，目前化橘红中类黄酮代谢的调控网络尚不明晰。因此，进一步研究化橘红类黄酮合成的调控机理将有助于加速其新种质的创制，为产业“瓶颈”的突破奠定良好基础，也能推进柑橘特殊类黄酮代谢调控网络的构建，具有重要的应用价值和科学意义。

3、目前，类黄酮在不同植物体内的上游合成阶段已有较为详实的研究(koes re,quattrocchio f,mol jn.the flavonoid biosynthetic pathway in plants:functionand evolution.bioessays1994,16:123-132)，并且柚中类黄酮合成通路的关键酶基因也在近二十年前被挖掘(frydman a,weisshaus o,bar-peled m,et al..citrus fruitbitter flavors:isolation and functional characterization of the gene cm1,2rhat encoding a 1,2rhamnosyltransferase,a key enzyme in the biosynthesis ofthe bitter flavonoids of citrus.the plant journal2004,40:88-100)。已知，转录因子可调控类黄酮次生代谢途径中多个结构基因的表达，进而对类黄酮合成起到关键性作用，挖掘和鉴定柑橘类黄酮合成关键调控因子有助于通过分子育种定向、高效地培育新品种。然而，目前调控化橘红类黄酮合成的关键转录因子未见相关报道。

4、myc2(myelocytomatosis proteins 2)是一类bhlh家族转录因子，其羧基端c-terminal具有保守的bhlh结构域，这是bhlh家族蛋白典型的特征，也是myc2定位细胞核所必需的结构域，该区域包含15-20个主要的碱性氨基酸，参与myc2与目标基因启动子中g-box元件的结合；其氨基端n-terminal domain存在bhlh-myc_n结构域，其中包含与jaz(jasmonate-zim domain)蛋白结合的jid域(jaz interaction domain)和转录激活功能域(transcriptional activation domain，tad)。目前研究证实myc2是茉莉酸激素信号途径中的重要基因，通过转录调控下游目标基因的转录和表达参与植物逆境防御、生长发育及次生代谢等。然而，目前尚未有研究表明myc2与调控化橘红类黄酮合成有关。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，本发明鉴定了一种化橘红转录因子myc2基因，该基因参与了植物的次生代谢过程，能够助力高类黄酮含量化橘红新种质的创制。

2、为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明第一方面提供了myc2基因在调控化橘红合成类黄酮中的应用，所述myc2基因具有如seq id no：1所示的核苷酸序列。

4、本发明第二方面提供了myc2基因在培育高类黄酮含量的化橘红新种质中的应用，所述myc2基因具有如seq id no：1所示的核苷酸序列。

5、应当理解，考虑到密码子的简并性，在不改变氨基酸序列的前提下，对上述编码基因的核苷酸序列进行修改，也属于本发明的保护范围内。

6、本发明经研究发现，cgmyc2转录因子能够调控化橘红类黄酮合成通路上多个结构基因的转录水平，进而影响化橘红植株体内类黄酮含量。cgmyc2是首次鉴定的化橘红类黄酮合成调控重要基因，有望助力高类黄酮含量化橘红新种质的创制。

7、在其中一个实施例中，所述调控为上调化橘红类黄酮合成通路上结构基因的转录水平，进而提高化橘红植株体内的类黄酮含量。

8、优选地，所述结构基因包括cgpal5、cgchs、cgfns、cg7glct和cg1,2rhat。

9、更优选地，所述myc2基因通过与结构基因的启动子结合而上调其转录水平。

10、优选地，所述myc2基因还包括与其相关的生物材料，所述相关的生物材料包括编码myc2基因的蛋白，含有myc2基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

11、本发明第三方面提供了一种培育高类黄酮含量的化橘红新品种的方法，其特征在于，利用基因编辑技术将myc2基因导入化橘红植株体内，或提高化橘红植株体内myc2基因的表达量，所述myc2基因具有如seq id no：1所示的核苷酸序列。

12、优选地，可采用的基因编辑技术包括但不限于crispr/cas9介导的基因编辑技术。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明鉴定了一种化橘红转录因子myc2基因，该基因能够直接结合化橘红类黄酮合成通路上的多个结构基因(cgpal5、cgchs、cgfns、cg7glct和cg1,2rhat)，通过上调它们的转录水平进而提高化橘红植株体内的类黄酮含量；该基因将为通过分子育种定向培育高类黄酮含量的化橘红新种质提供了优秀的基因资源，有助于通过分子育种定向、高效地培育新品种，具有重要的潜在应用价值。

技术特征：

1.myc2基因在调控化橘红合成类黄酮中的应用，其特征在于，所述myc2基因具有如seqid no：1所示的核苷酸序列。

2.myc2基因在培育高类黄酮含量的化橘红新种质中的应用，其特征在于，所述myc2基因具有如seq id no：1所示的核苷酸序列。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为上调化橘红类黄酮合成通路上结构基因的转录水平，进而提高化橘红植株体内的类黄酮含量。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述结构基因包括cgpal5、cgchs、cgfns、cg7glct和cg1,2rhat。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述myc2基因通过与结构基因的启动子结合而上调其转录水平。

6.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述myc2基因还包括与其相关的生物材料，所述相关的生物材料包括编码myc2基因的蛋白，含有myc2基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。

7.一种培育高类黄酮含量的化橘红新品种的方法，其特征在于，利用基因编辑技术将myc2基因导入化橘红植株体内，或提高化橘红植株体内myc2基因的表达量，所述myc2基因具有如seq id no：1所示的核苷酸序列。

技术总结
本发明属于分子育种技术领域，具体涉及化橘红转录因子MYC2基因在调控类黄酮生物合成中的应用。为了挖掘调控化橘红类黄酮合成的关键转录因子，本发明鉴定了一种化橘红转录因子MYC2基因，该基因能够直接结合化橘红类黄酮合成通路上的结构基因CgPAL5、CgCHS、CgFNS、Cg7GlcT和Cg1,2RhaT，通过上调它们的转录水平进而提高化橘红植株体内的类黄酮含量；该基因将为通过分子育种定向培育高类黄酮含量的化橘红新种质提供了优秀的基因资源，有助于通过分子育种定向、高效地培育新品种，具有重要的潜在应用价值。

技术研发人员：樊睿怡,曾继吾
受保护的技术使用者：广东省农业科学院果树研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14