澳洲坚果MiMYB2基因克隆及结构与功能分析

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.014

植物研究 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (6): 913-922.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2020.06.014

澳洲坚果MiMYB2基因克隆及结构与功能分析

王文林¹, 陈海生¹(), 郑树芳¹, 樊松乐²^,³, 王立丰³, 谭秋锦¹, 覃振师¹, 黄锡云¹, 贺鹏¹, 汤秀华¹, 许鹏¹

^1.广西南亚热带农业科学研究所，龙州 532400
^2.海南大学热带作物学院，海南省热带生物资源可持续利用重点实验室，海口 570228
^3.农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室；省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室；农业农村部儋州热带作物科学观测实验站；中国热带农业科学院橡胶研究所，海口 571101

收稿日期:2019-12-05 出版日期:2020-11-20 发布日期:2020-11-04
通讯作者: 陈海生 E-mail:chenhs6179@163.com
作者简介:王文林（1980—），高级农艺师，主要从事热带果树遗传育种方面的研究。
基金资助:
广西科技基地和人才专项(桂科AD18281087);崇左市科技计划项目(崇科攻2019027);广西农业科学院科技发展基金(桂农科2019ZX2015);广西农科院基本科研业务费项目(桂农科2020YM46)

Cloning,Structure and Function Analysis of MiMYB2 Gene from Macadamia integrifolia

Wen-Lin WANG¹, Hai-Sheng CHEN¹(), Shu-Fang ZHENG¹, Song-Le FAN²^,³, Li-Feng WANG³, Qiu-Jin TAN¹, Zhen-Shi QIN¹, Xi-Yun HUANG¹, Peng HE¹, Xiu-hua TANG¹, Peng XU¹

^1.Guangxi South Subtropical Agricultural Research Institute，Longzhou 532400
^2.Hainan Key Laboratory for Sustainable Utilization of Tropical Bioresource，College of Tropical Crop，Hainan University，Haikou 570228
^3.Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Rubber Tree，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，P. R. China；State Key Laboratory Incubation Base for Cultivation & Physiology of Tropical Crops；Danzhou Investigation & Experiment Station of Tropical Crops，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，P. R. China； Rubber Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences，Haikou 571101

Received:2019-12-05 Online:2020-11-20 Published:2020-11-04
Contact: Hai-Sheng CHEN E-mail:chenhs6179@163.com
About author:WANG Wen-Lin(1980—),senior agronomist, mainly engaged in the genetic and breeding research of tropical fruit trees.
Supported by:
Guangxi Science and Technology Base and Talent Special Project(Guike AD18281087);Chongzuo Science and Technology Plan Project(Chongkegong(2019027);2019039;Guangxi Academy of Agricultural Sciences Science and Technology Development Fund (Guinongke 2019ZX2015,2019ZX17,2020YM148);Basic Scientific Research Fund of Guangxi Academy of Agricultural Sciences(Guinongke 2020YM46,2020YM141)

摘要/Abstract

摘要：

为研究R2R3-MYB转录因子家族成员在澳洲坚果生长发育和产量形成中的作用机制，利用PCR技术从澳洲坚果品种“桂热一号”叶片中克隆MiMYB2基因并采用生物信息学对其结构及功能进行分析。结果表明，克隆获得的MiMYB2（NCBI登录号：MN254976）基因cDNA序列全长1 210 bp，开放阅读框（ORF）1 002 bp，编码333个氨基酸。MiMYB2编码一个无跨膜结构、无信号肽且定位于细胞核的不稳定亲水蛋白，含两个SANT保守结构域，属于R2R3-MYB家族。BLAST分析发现MiMYB2与荷花NnMYB3-like氨基酸序列同源性最高。系统进化分析将MiMYB2与AtMYB17、AtMYB106和AtMYB16聚类为S9亚族。通过转录组数据分析MiMYB2基因在“桂热一号”和“695”品种澳洲坚果枝条、花和叶片中的表达模式，表明MiMYB2在“桂热一号”品种花中的表达量最低，“695”品种花中的表达量最高。推测MiMYB2与澳洲坚果花生长发育密切相关。本研究为阐明MiMYB2基因在澳洲坚果生长发育和产量形成中的作用机制提供理论参考。

关键词: 澳洲坚果, MiMYB2, 基因克隆, 生物信息学分析

Abstract:

In order to study the mechanism of R2R3-MYB transcription factor gene family member in growth，development and yield formation in Macadamia integrifolia，the MiMYB2 gene was cloned from the leaves of M.integrifolia “GUIRE1” cultivar by PCR and its structure and function were analyzed by bioinformatics method. The cloned cDNA sequence of MiMYB2（NCBI accession number：MN254976） gene is 1 210 bp in length，has 1002 bp open reading frame（ORF），encoding 333 amino acids. MiMYB2，an unstable hydrophilic protein that has no transmembrane structure，no signal peptide and localizes in the nucleus，has two SANT conserved domains belonging to the R2R3-MYB family. BLAST analysis showed that the MiMYB2 share high amino acid sequence identity with Lotus NnMYB3-like protein. Phylogenetic analysis clustered MiMYB2 and AtMYB17，AtMYB106 and AtMYB16 into S9 subfamily. The transcriptome data were used to analyze the expression patterns of MiMYB2 gene in branch，flower and leave of M.integrifolia “GUIRE1” and “695” cultivar. Results indicated that MiMYB2 has the lowest expression in the flower of “GUIRE1”，and the expression level of “695” is the highest. It is speculated that MiMYB2 is closely related to M.integrifolia growth and development. This study would provide a theoretical reference for clarification the role MiMYB2 in growth，development and yield formation mechanism of M.integrifolia.

Key words: Macadamia integrifolia, MiMYB2, gene cloning, bioinformatics analysis

中图分类号:

S664.9

王文林, 陈海生, 郑树芳, 樊松乐, 王立丰, 谭秋锦, 覃振师, 黄锡云, 贺鹏, 汤秀华, 许鹏. 澳洲坚果MiMYB2基因克隆及结构与功能分析[J]. 植物研究, 2020, 40(6): 913-922.

Wen-Lin WANG, Hai-Sheng CHEN, Shu-Fang ZHENG, Song-Le FAN, Li-Feng WANG, Qiu-Jin TAN, Zhen-Shi QIN, Xi-Yun HUANG, Peng HE, Xiu-hua TANG, Peng XU. Cloning,Structure and Function Analysis of MiMYB2 Gene from Macadamia integrifolia[J]. Bulletin of Botanical Research, 2020, 40(6): 913-922.

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参考文献 38

1	刘锦宜，张翔，黄雪松.澳洲坚果仁的化学组成与其主要部分的利用［J］.中国食物与营养，2018，24（1）：45-49.
	Liu J Y，Zhang X，Huang X S.Chemical composition of macadamia nuts and utilization of its main components［J］.Food and Nutrition in China，2018，24（1）：45-49.
2	刘建福，黄莉.澳洲坚果的营养价值及其开发利用［J］.中国食物与营养，2005（2）：25-26.
	Liu J F，Huang L.The nutritive value of macadamia nut and its exploitation and utilization［J］.Food and Nutrition in China，2005（2）：25-26.
3	郭刚军，胡小静，彭志东，等.不同压榨方式澳洲坚果油品质及抗氧化活性比较［J］.食品科学，2018，39（13）：125-132.
	Guo G J，Hu X J，Peng Z D，et al.Comparison of quality and antioxidant activity of press-processed macadamia（Macadamia ternifolia F.Muell.） oils［J］.Food Science，2018，39（13）：125-132.
4	涂行浩，张秀梅，刘玉革，等.微波辐照澳洲坚果壳制备活性炭工艺研究［J］.食品工业科技，2015，36（20）：253-259，270.
	Tu X H，Zhang X M，Liu Y G，et al.Study on the technology of activated carbon preparation of microwave irradiation of macadamia shell［J］.Science and Technology of Food Industry，2015，36（20）：253-259，270.
5	杨雯，冯骞，操家顺，等.新型多羟基澳洲坚果壳吸附处理印染废水［J］.净水技术，2016，35（1）：77-82.
	Yang W，Feng Q，CaoO J S，et al.Treatment of dyeing wastewater by adsorption process with novel hydroxy macadamia nut shell［J］.Water Purification Technology，2016，35（1）：77-82.
6	郭刚军，邹建云，胡小静，等.液压压榨澳洲坚果粕酶解制备多肽工艺优化［J］.食品科学，2016，37（17）：173-178.
	Guo G J，Zou J Y，Hu X J，et al.Optimizing the preparation of crude peptides from hydraulic macadamia nut meal by enzymatic hydrolysis［J］.Food Science，2016，37（17）：173-178.
7	谭秋锦.中国澳洲坚果产业发展现状及问题与对策［J］.农业研究与应用，2015（1）：62-64.
	Tan Q J.Development status，problems and countermeasures of Australian macadamia industry［J］.Agricultural Research and Application，2015（1）：62-64.
8	黄炳成，李杨.广西澳洲坚果几种主要虫害及病害防治措施研究［J］.产业与科技论坛，2017，16（13）：55-56.
	Huang B C，Li Y.Optimizing the study on several main pests and disease control measures of macadamia in Guangxi［J］.Industrial & Science Tribune，2017，16（13）：55-56.
9	宫丽丹，倪书邦，贺熙勇，等.干旱胁迫下保水剂对澳洲坚果生长及水分特征参数的影响［J］.热带农业科技，2017，40（1）：17-19.
	Gong L D，Ni S B，He X Y，et al.Effects of hydrogel on macadamia growth and its moisture characteristic parameters under drought stress［J］.Tropical Agricultural Science & Technology，2017，40（1）：17-19.
10	刘建福.磷胁迫对澳洲坚果幼苗叶片光合作用的影响［J］.西南师范大学学报：自然科学版，2007，32（2）：45-48.
	Liu J F.Influence of phosphorus stress on photosynthetic characteristics of macadamia seedlings［J］.Journal of Southwest China Normal University：Natural Science，2007，32（2）：45-48.
11	岳海，李国华，李国伟，等.澳洲坚果不同品种耐寒特性的研究［J］.园艺学报，2010，37（1）：31-38.
	Yue H，Li G H，Li G W，et al.Studies on cold resistance of different macadamia cultivars［J］.Acta Horticulturae Sinica，2010，37（1）：31-38.
12	Shin R，Burch A Y，Huppert K A，et al.The Arabidopsis transcription factor MYB77 modulates auxin signal transduction［J］.The Plant Cell，2007，19（8）：2440-2453.
13	Preston J，Wheeler J，Heazlewood J，et al.AtMYB32 is required for normal pollen development in Arabidopsis thaliana［J］.The Plant Journal，2004，40（6）：979-995.
14	Ma D W，Reichelt M，Yoshida K，et al.Two R2R3-MYB proteins are broad repressors of flavonoid and phenylpropanoid metabolism in poplar［J］.The Plant Journal，2018，96（5）：949-965.
15	De Vos M，Denekamp M，Dicke M，et al.The Arabidopsis thaliana transcription factor AtMYB102 functions in defense against the insect Herbivore pieris rapae［J］.Plant Signaling & Behavior，2006，1（6）：305-311.
16	Li K Q，Xing C H，Yao Z H，et al.PbrMYB21，a novel MYB Protein of Pyrus betulaefolia，functions in drought tolerance and modulates polyamine levels by regulating arginine decarboxylase gene［J］.Plant Biotechnology Journal，2017，15（9）：1186-1203.
17	Dubos C，Stracke R，Grotewold E，et al.MYB transcription factors in Arabidopsis［J］.Trends in Plant Science，2010，15（10）：573-581.
18	赵大宣，赵静，秦斌华，等.GC-MS分析澳洲坚果脂肪酸组分［J］.农业研究与应用，2013，（1）：20-22.
	Zhao D X，Zhao J，Qin B H，et al.Analysis of fatty acids in macadamia nut by GC-MS［J］.Agricultural Research and Application，2013，（1）：20-22.
19	杨为海，张明楷，邹明宏，等.澳洲坚果不同种质果仁矿质元素含量分析［J］.中国粮油学报，2016，31（12）：158-162.
	Yang W H，Zhang M K，Zou M H，et al.Analysis of mineral elements contents in various germplasms kernel of macadamia［J］.Journal of the Chinese Cereals and Oils Association，2016，31（12）：158-162.
20	张明，帅希祥，杜丽清，等.澳洲坚果青皮多酚提取工艺优化及其抗氧化活性［J］.食品工业科技，2017，38（22）：195-199.
	Zhang M，Shuai X X，Du L Q，et al.Optimization of extraction and antioxidant activity of polyphenols from macadamia green peel［J］.Science and Technology of Food Industry，2017，38（22）：195-199.
21	宁平，杨月红，彭金辉，等.澳洲坚果壳活性炭制备的热解特性研究［J］.林产化学与工业，2006，26（4）：61-64.
	Ning P，Yang Y H，Peng J H，et al.Study on pyrolysis characteristics of macadamia shell during preparation of activated carbon［J］.Chemistry and Industry of Forest Products，2006，26（4）：61-64.
22	宫丽丹，倪书邦，贺熙勇，等.澳洲坚果耗水规律及灌溉制度研究［J］.中国农学通报，2015，31（36）：99-102.
	Gong L D，Ni S B，He X Y，et al.Study on water consumption law and irrigation system of Macadamia［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin，2015，31（36）：99-102.
23	谭秋锦，王文林，何铣扬，等.土壤养分对澳洲坚果果实品质的影响［J］.经济林研究，2017，35（3）：219-223.
	Tan Q J，Wang W L，He X Y，et al.Effects of soil nutrients on nut qualities in Macadamia integrifolia［J］.Nonwood Forest Research，2017，35（3）：219-223.
24	唐莹莹，杨祥燕，蔡元保，等.澳洲坚果RAPD标记反应体系的建立及应用［J］.中国南方果树，2018，47（3）：46-49.
	Tang Y Y，Yang X Y，Cai Y B，et al.Establishment and application of RAPD labeling reaction system for Macadamia integrifolia［J］.South China Fruits，2018，47（3）：46-49.
25	孔广红，倪书邦，贺熙勇，等.⁶⁰Co-γ射线辐照澳洲坚果种子后的苗期辐射效应［J］.核农学报，2018，32（3）：417-423.
	Kong G H，Ni S B，He X Y，et al.The radiation effects of ⁶⁰Co-γ rays irradiation on macadamia seeds at seedings stage［J］.Journal of Nuclear Agricultural Sciences，2018，32（3）：417-423.
26	Nock C J，Baten A，Barkla B J，et al.Genome and transcriptome sequencing characterises the gene space of Macadamia integrifolia （Proteaceae）［J］.BMC Genomics，2016，17（1）：937.
27	Abubaker M，SelHawary S，Mahrous E A，et al.Botanical study and DNA fingerprinting of Macadamia integrifolia maiden and betche cultivated in Egypt［J］.Journal of Pharmacy Research，2018，12（3）：298-304.
28	Deng J，Li M，Huang L Y，et al.Genome-wide analysis of the R2R3 MYB subfamily genes in lotus （Nelumbo nucifera）［J］.Plant Molecular Biology Reporter，2016，34（5）：1016-1026.
29	Sun S S，Gugger P F，Wang Q F，et al.Identification of a R2R3-MYB gene regulating anthocyanin biosynthesis and relationships between its variation and flower color difference in lotus （Nelumbo Adans.）［J］.PeerJ，2016，4：e2369.
30	Peng X J，Liu H，Wang D，et al.Genome-wide identification of the Jatropha curcas MYB family and functional analysis of the abiotic stress responsive gene JcMYB2［J］.BMC Genomics，2016，17（1）：251.
31	Zhang Y F，Cao G Y，Qu L J，et al.Characterization of ArabidopsisMYB transcription factor gene AtMYB17 and its possible regulation by LEAFY and AGL15［J］.Journal of Genetics and Genomics，2009，36（2）：99-107.
32	Jakoby M J，Falkenhan D，Mader M T，et al.Transcriptional profiling of mature Arabidopsis trichomes reveals that NOECK encodes the MIXTA-like transcriptional regulator MYB106［J］.Plant Physiology，2008，148（3）：1583-1602.
33	Zhou C G，Li C H.A novel R2R3-MYB transcription factor BpMYB106 of birch （Betula platyphylla） confers increased photosynthesis and growth rate through up-regulating photosynthetic gene expression［J］.Frontiers in Plant Science，2016，7：315.
34	Oshima Y，Mitsuda N.The MIXTA-like transcription factor MYB16 is a major regulator of cuticle formation in vegetative organs［J］.Plant Signaling & Behavior，2013，8（11）：e26826.
35	Cao Y P，Han Y H，Li D H，et al.MYB transcription factors in Chinese pear（Pyrus bretschneideri Rehd.）：genome⁃wide identification，classification，and expression profiling during fruit development［J］.Frontiers in Plant Science，2016，7：577.
36	Vimolmangkang S，Han Y P，Wei G C，et al.An apple MYB transcription factor，MdMYB3，is involved in regulation of anthocyanin biosynthesis and flower development［J］.BMC Plant Biology，2013，13（1）：176.
37	Meng D，He M Y，Bai Y，et al.Decreased sorbitol synthesis leads to abnormal stamen development and reduced pollen tube growth via an MYB transcription factor，MdMYB39L，in apple（Malus domestica）［J］.New Phytologist，2018，217（2）：641-656.
38	Rahim M A，Resentini F，Dalla Vecchia F，et al.Effects on plant growth and reproduction of a peach R2R3-MYB transcription factor overexpressed in tobacco［J］.Frontiers in Plant Science，2019，10：1143.

[1]	张昊楠, 陈珊珊, 徐建民, 罗萍, 王晓萍, 许志茹, 范春节. 巨桉EgrWAT1基因克隆和功能初步分析[J]. 植物研究, 2023, 43(4): 601-611.
[2]	宋海云, 张涛, 贺鹏, 郑树芳, 王立丰, 王文林. 澳洲坚果MibZIP1基因克隆及表达规律分析[J]. 植物研究, 2023, 43(1): 131-139.
[3]	李登高, 林睿, 穆青慧, 周娜, 张焱如, 白薇. 马铃薯StCRKs基因家族的鉴定分析及响应逆境信号的表达[J]. 植物研究, 2022, 42(6): 1033-1043.
[4]	王雪莹, 王瑞琪, 张洋, 刘聪, 夏德安, 魏志刚. 毛果杨CNGC家族全基因组鉴定及胁迫响应分析[J]. 植物研究, 2022, 42(4): 613-625.
[5]	程赫, 田双慧, 张洋, 刘聪, 夏德安, 魏志刚. 毛果杨nsLTP基因家族全基因组水平鉴定及其表达特性分析[J]. 植物研究, 2022, 42(3): 412-423.
[6]	杨宇宁, 董昊, 董实伟, 王乃锐, 宋跃, 张含国, 李淑娟. 长白落叶松转录因子LobHLH34克隆及表达分析[J]. 植物研究, 2022, 42(1): 112-120.
[7]	赵佳明, 樊二勤, 刘轶, 王智, 王军辉, 曲冠证. 楸树CbuATX1，CbuATX1-like和CbuATX2基因克隆及生物信息学分析[J]. 植物研究, 2022, 42(1): 47-61.
[8]	谭秋锦, 张涛, 韦媛荣, 郑树芳, 汤秀华, 王文林. 澳洲坚果开花相关MiMADS-box基因克隆及表达载体构建[J]. 植物研究, 2021, 41(6): 888-895.
[9]	纪欣童, 于磊, 詹亚光. 水曲柳BZR1基因克隆及其表达模式分析[J]. 植物研究, 2021, 41(5): 744-752.
[10]	柯维忠, 钟雯娟, 刘凯盈, 李祥媛, 尹明华. 黄独微型块茎鲨烯合酶的基因克隆与序列分析[J]. 植物研究, 2021, 41(2): 243-250.
[11]	彭淑萍, 董诚明, 朱畇昊. 响应内生菌侵染的两个地黄茉莉酸合成关键基因的克隆与表达分析[J]. 植物研究, 2021, 41(2): 294-301.
[12]	董实伟, 杨宇宁, 王乃锐, 张含国, 李淑娟. 毛果杨固有无序蛋白质基因克隆及胁迫响应分析[J]. 植物研究, 2020, 40(4): 575-582.
[13]	王琪, 许志茹, 陈瑾元, 张双, 黄佳欢, 刘关君. 杨树重金属相关异戊二烯化植物蛋白(HIPPs)基因的鉴定及表达分析[J]. 植物研究, 2019, 39(6): 935-946.
[14]	李新宇, 何利明, 詹亚光. 水曲柳FmWRKY44基因克隆及表达分析[J]. 植物研究, 2019, 39(4): 529-538.
[15]	白晓明, 董实伟, 杨宇宁, 宋跃, 张含国, 李淑娟. 长白落叶松过氧化氢酶LoCAT1基因克隆及表达分析[J]. 植物研究, 2019, 39(4): 539-546.

澳洲坚果MiMYB2基因克隆及结构与功能分析

Cloning,Structure and Function Analysis of MiMYB2 Gene from Macadamia integrifolia

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