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MYB转录因子调控黄酮醇苷在不同组织器官中的特异分布

已有 5601 次阅读 2014-8-18 22:17 |个人分类:科技进展|系统分类:科研笔记| 组织, 黄酮醇苷, MYB, PFG, 特异分布

拟南芥中黄酮醇苷的生物合成受R2R3-MYBs转录因子调控(PRODUCTION OF FLAVONOL GLYCOSIDE1, PFG1/MYB12, PFG2/MYB11, PFG3/MYB111)。利用各种转录因子pfg突变体, Stracke等调查了特异的转录因子对不同黄酮醇苷在各种组织器官分布的影响。

1)不同的黄酮醇苷在不同的组织器官中分布:在野生型植株的根中没有检测到黄酮醇苷(缺乏光照);一些黄酮醇苷在地上部分所有组织中都有分布,而另一些黄酮醇苷只存在特定的组织中。叶片和茎中主要分布着山奈酚类(kaempferol)黄酮醇苷,而花序和角果中还存在槲皮素类(quercetin)黄酮醇苷。

2)突变体中黄酮醇苷的不同组织分布

在基生叶中,MYB111起作用,控制着3种山奈酚苷(K-3R-7R,K-3G-7R, K-3GR-7R)的累积,茎生叶中的情况也是如此,MYB12和MYB11似乎对叶片中的黄酮醇苷累积没有影响。在长度小于1cm的角果中,黄酮醇苷的合成主要受MYB12和MYB111调控:山奈酚类黄酮醇苷(K-3R-7R,K-3G-7R,K-3GR-7R)受MYB12和/或MYB111调控,而槲皮素类黄酮醇苷(Q-3R,Q-3R-7G)受MYB12调控。在长度大于1cm的角果中,Q-3R-7G受MYB11和MYB12调控。在花序中,黄酮醇苷的累积有赖于MYB12和/或MYB111。

不同组织中,相同的黄酮醇苷受不同的PFGs转录因子调控:如K-3G-7R在基生叶中受MYB111调控,在根中受MYB12调控,而在角果中则受MYB111和MYB12调控。

同时,在myb11 myb12 myb111三突变体中,仍然存在黄酮醇苷:K-3GG和Q-3GG存在于花序中,Q-3R则在大角果中合成,暗示着这些黄酮醇苷的合成不受MYB11,MYB12,MYB111调控。

3)成熟组织中的黄酮醇苷原位染色

组织中的黄酮醇苷经DPBA(diphenylboric acid 2-aminoethylester)染色,UV365nm紫外激发,可在荧光显微镜下显色。除根外,野生型整株显黄色荧光,表明黄酮醇苷大量累积。花序组织中,myb单一突变体以及myb11 myb12myb11myb111双突变体DPBA染色,与野生型相比没有显著不同。而myb12 myb111双突变体和myb11 myb12 myb111三突变体中,黄色荧光明显要弱,特别是在茎和角果;黄色的荧光主要在发育中的花中可见。在叶片组织中,myb111突变体中黄酮醇苷的累积明显减少。

4)花粉粒中的黄酮醇累积

myb11myb12 myb111三突变体花粉粒DPBA染色与野生型相同,K-3GG和Q-3GG是两类主要的黄酮醇苷,存在于成熟的野生型花粉粒中。此结果表明,存在其他的PFG转录因子,调控花粉粒中的黄酮醇苷合成。

5)PFG转录因子与特异的糖基转移酶启动子结合

UGT78D1(黄酮醇3-O-鼠李糖糖基转移酶)、UGT78D4(功能未知)、UGT89C1(黄酮醇7-O-鼠李糖糖基转移酶)启动子与3个PFG转录因子能够产生反应应答,其中对UGT89C1的启动子激活最强,UGT78D4UGT78D1次之。MYB12与UGT78D4和UGT78D1启动子结合能力强于MYB11和MYB111。

 

Stracke Ret al. 2010. Analysis of PRODUCTION OF FLAVONOL GLYCOSIDES-dependent flavonolglycoside accumulation in Arabidopsis thaliana plants reveals MYB11-, MYB12-and MYB111-independent flavonol glycoside accumulation. New Phytologist , 188: 985-1000.




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