大豆4个非生物胁迫诱导的转录因子MYB基因功能的研究

植物应对周围环境变化过程中，调控某些特定转录因子的表达能够显著增强植物对一种或几种逆境条件的适应性。因此，转录因子在多种非生物胁迫过程中的功能也日益引起人们的关注。克隆大豆中4个非生物胁迫诱导表达的R2R3-MYB基因；探讨胁迫条件下基因表达模式和过量表达的效应；在芽期、苗期和开花结荚期，比较耐逆性不同的两个品种间受到不同胁迫时MYB基因的表达模式差异。.预期：①获得多个在多种非生物胁迫均可能起到重要调控功能的MYB基因；②探讨克隆的4个MYB表达时间和水平对大豆品种不同耐逆性的效应。.项目将揭示"多种非生物胁迫中大豆MYB基因对转录调控的效应"，这一属于目前植物科学研究的前沿热点问题；MYB基因功能的研究将基因的表达与品种的耐逆性联系起来，在联结点上获取新知识，对丰富作物抗逆生理的分子机制有极大的学术价值；为进一步开展大豆抗逆分子育种工作提供理论依据，并有广阔的应用前景。

申请者根据一段抗逆的EST序列，从栽培大豆东农42中克隆到4个开放阅读框均是外显子和内含子间隔构成的R2R3-MYB基因，其中Gm02g01300、Gm03g38040和Gm10g01340与已公布的Willams 82基因组序列完全一致，Gm19g40650第375位的单核苷酸突变导致多肽链第125位的氨基酸发生置换（GAG375→GAC375，E125→D125）。系统发生树分析结果表明，GmMYB12a-d是不同于模式植物拟南芥已有分类结果的大豆R2R3-MYB基因。. 低温、150mM NaCl和300mM 甘露醇处理种子，干旱胁迫脱水-复水处理土壤中生长的植株，四个GmMYB基因的转基因拟南芥株系均比野生型表现出更强的耐受性。. 以人工气候箱内模拟非生物胁迫（盐、碱、干旱和低温）处理栽培大豆东农42芽期，选择适宜时间点，采用荧光定量PCR技术，检测R2R3-MYB基因的表达。结果表明，4个基因的表达水平都存在明显波动，呈诱导后短暂上调或下调两种表达模式，但表达时间、强度和趋势存在明显差异；Gm02g01300受干旱诱导明显，Gm03g38040受多种胁迫条件诱导表达强烈，推测这些基因在大豆非生物胁迫的调控中起到重要作用；另外, 在子叶与胚间，单个基因的表达也存在差异；多种非生物胁迫条件下，基因的表达不仅存在时空差异，可能也具有调控模式的差异。比较非生物胁迫下，种子萌发时低温耐性不同的栽培大豆东农42和黑农35的幼芽中四个GmMYB基因的表达。结果表明，在干旱、盐和碱胁迫下，四个基因的表达水平都呈现诱导后短暂上调的表达模式，但低温耐性不同的品种间表达趋势、强度和最大值出现的时间存在明显差异；而不同耐性品种间同一基因的表达可能存在时间性或调控模式的差异。四个GmMYB基因受到低温胁迫时表达水平波动不大，暗示大豆对低温胁迫的应答机制可能不同于前三种胁迫。