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象草(Pennisetum purpureum)为我国华南地域最常见的一种C4多年生新型能源植物,属禾本科狼尾草属。象草具有根系发达、茎秆粗壮、叶片茂盛等优势,既可作为饲料作物,又可作为造纸原材料,还可作为生物质能加以开发利用。但是由于其过高的木质素含量限制了象草的能源开发利用。因此,探索象草木质素合成关键酶调控机理,通过生物技术改变其木质素的成分与含量尤为重要。咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶(CCoAOMT)是象草木质素生物调控过程中起到枢纽作用的关键酶之一,控制着下游其他酶的连接与还原反应。PpMYB4,属于R2R3型MYB第4亚组,是一种抑制性转录因子,对木质素生物合成途径中关键酶具有负调控作用,可改变木质素成分的组成和含量。本文主要研究了象草PpCCoAOMT基因启动子与PpMYB4转录因子之间的相互作用关系。主要研究结果如下:(1)通过N51象草、MT-1象草和华南象草3种不同象草的荧光定量PCR结果分析说明,不同象草品种的3处茎秆部位PpMYB4和PpCCoAOMT基因相对表达量存在种间和部位差异。就同一品种而言,PpCCoAOMT基因在其茎节间中部和下部表达量较高,而PpMYB4基因在其上部节间表达量较高。在3个不同象草品种内,上部茎节间PpMYB4基因表达量高于PpCCoAOMT基因,而茎秆中部与下部二者基因表达量与上部相反。其中,N51象草中部茎节间,PpCCoAOMT基因表达量最高,而PpMYB4相对表达量最低。(2)以象草N51为材料,克隆得到PpCCoAOMT基因起始密码子ATG上游的932bp启动子序列。经过预测分析结果表明,该序列具有典型启动子核心结构区域,并含有多种光响应元件、生长素和脱落酸等内外源激素响应元件,以及干旱、低温、脱水等逆境胁迫响应的顺式作用元件,还有各类转录因子(bHLH、WRKY、bZIP和Dof)的识别位点及结合区域,尤其R2R3型MYB转录因子结合位点较多。(3)通过瞬时转化烟草叶片进行组织化学染色和GUS酶活性测定,实验结果表明,注射过PpCCoAOMT启动子驱动GUS表达载体的叶片能被染成蓝色,其GUS酶活性差异显著,与对照组相比提高了8.6倍,表明PpCCoAOMT启动子具有相应的表达活性。(4)EMSA凝胶迁移实验表明,象草PpCCoAOMT启动子中的AC-II顺式作用元件(ACCAACC)可以与PpMYB4转录因子特异性结合,结合区域位于其启动子TSS上游的-344bp位置处,与预测结果一致。(5)通过烟草叶片的瞬时转化实验,PpMYB4瞬时转录GUS酶活性分析进一步证明PpMYB4转录因子可抑制木质素生物合成途径中PpCCR、PpCAD、Pp4CL和PpCCoAOMT的启动子表达活性,从而导致报告基因GUS的酶活性水平显著下降。