张丽课题组揭示RsMYB1基因启动子甲基化调控心里美萝卜花青苷合成的机制

科技工作者之家 2020-02-14

来源:BioArt植物

原标题:北京市农林科学院张丽课题组揭示RsMYB1基因启动子甲基化调控心里美萝卜花青苷合成的机制

近日,Journal of Experimental Botany在线发表了北京市农林科学院蔬菜中心张丽课题组题为Transposon-induced methylation of the RsMYB1 promoter disturbs the anthocyanin accumulation in red-fleshed radish (Raphanus sativus L.)的研究论文(论文第一作者为王庆彪博士和王艳萍博士)。该研究揭示了RsMYB1基因启动子甲基化调控心里美萝卜花青苷合成的新机制。

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心里美萝卜是我国特有的栽培类型,味甘质脆,肉色血红,富含对人体有益的花青苷。血红瓤率是鉴定品种优劣的重要指标,100%血红瓤率是育种家与种植户所期待的理想品种。但是在心里美萝卜品种选育和生产过程中,时常出现白肉突变体,严重影响了品种的纯度和品质,其突变机制尚不清楚。

张丽团队利用QTL-seq结合转录组分析获得控制心里美萝卜花青苷积累的关键基因RsMYB1。序列分析表明,在红肉野生型和白肉突变体中,该基因没有核苷酸序列的差异,同时发现在RsMYB1启动子上游存在7,372bp的CACTA类型转座子插入。通过调查CACTA转座子在111份萝卜种质中的分布,揭示了该CACTA转座子对于心里美萝卜红肉形成必不可少。甲基化分析表明,CACTA转座子在红肉和白肉材料中均有较高的甲基化水平,但RsMYB1基因启动子的甲基化水平白肉材料明显高于红肉材料。愈伤组织过表达和VIGS互补试验验证了RsMYB1基因的功能,去甲基化试剂5-azaC处理白肉突变体能够部分恢复花青苷的积累。

综上,RsMYB1启动子区域的CACTA转座子插入在心里美萝卜肉色形成中发挥重要作用,同时高度甲基化的转座子扩散到RsMYB1启动子区域,使该基因的表达受到抑制,阻断花青苷的合成,形成白肉突变体。研究初步揭示了心里美萝卜肉质根花青苷积累和白肉突变体出现的分子机制,为选育100%血红瓤率的心里美萝卜奠定了基础。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41477-020-0597-3

来源:bioartplants BioArt植物

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基因 萝卜 白肉 突变体 花青苷

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