合作文章|RNA-seq+WGCNA分析揭示MYBL2如何“拿捏”作物花青素合成,植物学研究者、育种人必看!

文章信息

文章标题:Genome-wide identification of MYBL2 in Brassicaceae, with a focus on the expression pattern of regulating anthocyanin synthesis in Brassica crops

文章主题:十字花科植物 MYBL2 基因的全基因组鉴定及其在芸苔属作物中调控花青素合成的表达模式研究

发表期刊:Frontiers in Plant Science

影响因子:4.8

作者信息:赣南师范大学陈道宗、谭晨研究团队

组学技术:RNA-Seq

研究背景

花青素是植物重要的次生代谢物,可赋予器官红/紫/蓝色,助力授粉与种子传播,同时增强植物对病虫害、非生物胁迫的抗性。现有研究已证实 AtMYBL2 的负调控作用,且在部分芸苔属作物中发现 MYBL2 同源基因可能参与花青素调控,但十字花科范围内 MYBL2 的系统鉴定、进化规律,以及芸苔属作物中 MYBL2 的具体调控机制、与花青素合成基因的协同表达模式仍未明确,需进一步探究。

研究思路

研究结论

本研究系统鉴定出31种十字花科植物中的MYBL2同源基因,其中30种植物共鉴定出48个同源基因。系统发育分析显示存在6个亚科,Ka/Ks分析表明在进化过程中仅有10个MYBL2同源基因受到正向选择。随后作者重点研究了“禹氏三角”六种十字花科作物中16个MYBL2同源基因的进化历程、基因结构及保守结构域。研究发现,这16个MYBL2同源基因主要聚集成两个分支,且具有高度的进化保守性。对十字花科作物不同组织和器官的进一步RNA-seq分析表明,MYBL2同源基因在花青素积累的组织中显著上调。同时,采用WGCNA对油菜不同组织中花青素调控的hub基因进行鉴定,结果显示,BnaMYBL2.C06在花瓣中对花青素生物合成基因(ABGs)表现出显著的抑制作用。最后,通过对油菜叶片、茎秆和花瓣进行qRT-PCR分析发现,四个MYBL2同源基因在叶片和花瓣中显著上调,其表达模式与ABG基因一致。该研究结果为十字花科作物中花青素的转录调控机制提供了新的见解。

图1 31种芸苔科植物MYBL2同源基因的系统发育关系
图2 芸苔属植物16个MYBL2同源基因的进化与共线性分析
图3 芸苔属物种中MYBL2同源基因的基因表达热图
图4 油菜不同组织WGCNA分析
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