转录因子BjscMYB1对芥菜型油菜种皮颜色的调控机理研究

培育黄籽油菜品种是当前油菜育种的一个热点，但油菜黄籽形成的分子机制还有待于进一步研究。MYB转录因子可以通过调节原花色素合成途径中基因的表达来控制种皮颜色。前期研究表明，芥菜型油菜黄籽的形成是种皮中原花色素合成受阻导致的；通过RT-PCR分析芥菜型油菜MYB基因家族的表达，再结合Northern杂交验证，确定了1个在芥菜型油菜黄黑籽种皮中表达有差异的BjscMYB1基因，推测它调控了油菜的种皮颜色，在此基础上，本项目创育了BjscMYB1基因的超表达和RNA干扰两类转基因芥菜型油菜植株，通过研究转基因植株种子的种皮中原花色素合成基因的表达、结构基因编码酶活性的变化、种皮颜色的变化和BjscMYB1与结构基因启动子作用，明确转录因子BjscMYB1调控芥菜型油菜种皮颜色形成的机理，同时获得油菜黄籽分子设计育种的基因材料，为油菜黄籽育种提供依据和方法。

培育黄籽油菜品种是当前油菜育种的一个热点，油菜黄籽形成的分子机制还有待于进一步研究。本研究分析了油菜种皮的化学成分，确定了原花色素是油菜种皮颜色的决定物质。测定了结构基因编码酶的活性，黄籽种皮提取液不能够催化二氢槲皮素变为原花色素，而黑籽油菜种皮提取液能够催化二氢槲皮素变为原花色素。发现了BjscMYB1蛋白与原花色素合成结构基因的启动子有结合作用，BjscMYB1蛋白能与DFR（Dihydroflavonol 4-reductase）、ANS（Anthocyanidin synthase）和ANR（Anthocyanidin reductase）的启动子结合，推断其能调节 DFR等的表达。优化了芥菜型油菜的转化体系，获得了BjscMYB1过表达载体和干扰载体的转基因油菜。以四川黄籽为受体的转BjscMYB1 过表达载体的转基因植株的种皮颜色与四川黄籽之间无差异，T1代种子也无黑黄分离；以NILA为受体的转BjscMYB1基因RNAi载体的苗与非转基因苗相比，发育正常，T0代种皮仍为黑色，T1代种子也无黑黄分离。克隆了原花色素合成途径中的基因的启动子。找到了一种快速的适合于植物组织原花色素显微观察的冰冻切片方法。分别建立了油菜种皮颜色快速鉴定和调控方法。分析了黄黑籽近等基因系种皮差异表达的蛋白，共获得了24个差异表达蛋白，对差异的蛋白点进行回收和质谱测序分析，发现在黑籽近等基因系的种皮中有的ATS、DFR、ANR、ANS、MYB1等蛋白，而黄籽种皮中没有。克隆了芥菜型油菜BjATS1全长并在进行表达分析，发现其表达受光照的诱导。发现BjATS1编码蛋白在DFR和BjscMYB1基因的启动子上的均有结合位点，推断BjATS1可能调节BjscMYB1和DFR的表达。