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王月志等
, 2011,
砂梨
MYB
基因启动子克隆、生物信息学预测与等位变异分析
,
分子植物育种
(online) Vol.9 No.110 pp.1799-1806
(doi: 10.5376/mpb. cn.2011.09.0110)
1803
图
4 SNP
引物在
PpMYBx2
启动子区等位变异处扩增产物电泳
注
: M:
分子量标记
; 1
、
2
、
3
分别表示来自不同褐皮砂梨材
料的
PpMYBx2
启动子区克隆
MYB5’2-1-1
、
MYB5’2-2-1
和
MYB5’2-3-6; 4
、
5
、
6
分别表示来自不同绿皮砂梨材料的
PpMYBx2
启动子区克隆
MYB5’2-4-3
、
MYB5’2-5-1
和
MYB5’2-6-6
Figure 4 Gel electrophoresis of PCR products amplified by the
SNP primers located at the allelic variation position in the
PpMYBx2
promoter region
Note: M: Molecular weight marker; 1, 2 and 3 represent
PpMYBx2
promoter clones MYB5'2-1-1, MYB5'2-2-1 and
MYB5'2-3-6 from different russet-skin-fruit sand pear genotypes,
respectively; 4, 5 and 6 represent
PpMYBx2
promoter clones
MYB5’2-4-3, MYB5’2-5-1 and MYB5’2-6-6 from different
green-skin-fruit sand pear genotypes, respectively
用所设计的引物分别扩增
8
个绿皮果和
8
个褐
皮果材料的基因组
DNA(
图
5)
，结果显示：绿皮果
材料中有
7
个扩出明亮的目标条带；褐皮果材料中
尽管有
5
个材料的扩增带较弱，但有
3
个材料也扩
增出明亮的目标条带。
图
5
PpMYBx2
启动子区
SNP
引物在不同绿皮与褐皮砂梨材
料中扩增产物的电泳检测
注
: M:
分子量标记
; 1~8:
绿果皮梨材料
19-59
、
19-67
、
21-65,
20-62
、
20-71
、
19-52
、
5-18
和
‘
初夏绿
’
的基因组
DNA
模板
;
9-16:
褐果皮梨材料
‘
秋荣
’
、
19-39
、
19-40
、
‘
清香
’
、
19-38
、
19-42
、
19-43
、
19-47
的基因组
DNA
模板
Figure 5 Gel electrophoresis of PCR products amplified with
the SNP primers
located at the
PpMYBx2
promoter region in
different green- and russet-skin-fruit sand pear genotypes
Note: M: Molecular weight marker; 1~8: Corresponding to the
genomic DNA templates from the green-skin-fruit sand pear
genotypes 19-59, 19-67, 21-65, 20-62, 20-71, 19-52, 5-18 and
‘Chu-xia-lv’, respectively; 9-16: Corresponding to the genomic
DNA templates from the russet-skin-fruit sand pear genotypes
‘Akibae’ pear, 19-39, 19-40,‘Qing-xiang’, 19-38, 19-42, 19-43
and 19-47, respectively
2
讨论
果皮色泽与果肉石细胞含量是影响砂梨外观
和内在品质的重要因素，但尚无关于砂梨果实皮色
及石细胞形成分子机理的研究报道。鉴于
EgMYB2
及其同源基因在木质素生物合成中的重要调控作
用，因此选择砂梨的
EgMYB2
同源基因进行研究，
可能对从分子水平探明砂梨果皮褐色及石细胞形
成机制具有重要意义。本研究通过对所克隆
4
个砂
梨
EgMYB2
同源基因启动子序列调控元件的预测分
类，预测了砂梨各个
EgMYB2
同源基因的表达特征。
以前的研究发现，松树的
PtMYB4
基因主要在木质
化细胞中表达，桉树的
EgMYB2
也主要在木质部发
生组织中表达，拟南芥的
AtMYB46
主要在花序干的
维管处表达
(Patzlaff et al., 2003; Goicoechea
et al.,
2005; Zhong et
al., 2007)
，我们在砂梨
EgMYB2
同源
基因启动子序列中预测到了较多调控根部、胚轴中
表达的元件，这表明，砂梨
EgMYB2
同源基因可能
与这些组织中的木质素合成调控相关。此外，还预
测到多个果实、种子中表达的调控元件，因此砂梨
EgMYB2
同源基因还可能参与调控了果实、种子部
位的木质素合成。启动子序列预测也揭示了砂梨的
各个
EgMYB2
同源基因的调控元件存在分化
(
表
2)
。
拟南芥中的研究表明，
AtMYB46
主要在花序干中表
达，而
AtMYB83
则在茎干的维管细胞中特异表达
(Zhong et al., 2007; McCarthy et al., 2009)
。砂梨各个
EgMYB2
同源基因间也可能存在类似的表达分化。
褐皮与绿皮砂梨间的启动子序列等位变异分析
发现，
PpMYBx2
启动子区存在
1
个
SNP
位点，该
位点与砂梨果皮褐色
/
绿色性状间存在相关性，但与
不同材料的褐、绿色果皮变异并不完全符合。已有
研究揭示，植物
MYB
转录因子家族成员众多，它
们在结构上的特点是具有保守的单个或多个不完
全重复的
DNA
结合域，这些木质素合成相关的
MYB
转录因子属于两个重复
(R2R3)
类型。在拟南
芥基因组中共有
133
个
R2R3
型
MYB
转录因子基
因，这些基因按序列发生关系被分为
24
个亚组
(Stracke et al., 2001)
。木质素合成相关的
AtMYB46
等被分在第
13
亚组
(Kranz et al., 1998)
，该组中除了
AtMYB81
和
AtMYB83
，还包含另外
6
个
MYB
基因
(Allan et al., 2008)
，这表明拟南芥中可能存在功能
冗余的
MYB
基因。可以推测，除了本研究已鉴定
出
4
个砂梨
EgMYB2
同源基因，砂梨基因组中还可
能存在多个与拟南芥第
13
亚组
MYB
同源的转录因