Page 75 - 《广西植物》2024年第12期

１２ 期 许鹏等: 澳洲坚果果仁 ＭｉＭＹＢ４４Ｌ 基因克隆与结构功能分析 ２ ２ ３ ３

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｍａｃａｄａｍｉａ ｎｕｔ (Ｍａｃａｄａｍｉａ ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ) ｉｓ ａｎ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｎｕｔ ｔｒｅｅ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｖａｌｕｅ. Ｉｔｓ ｋｅｒｎｅｌ ｉｓ ｒｉｃｈ
ｉｎ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ｅｔｃ. Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｇｅｎｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｎｕｔｒｉｅｎｔ
ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ ｋｅｒｎｅｌｓꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃｓꎬ ｇｅｎｅ ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＰＣＲ ａｎｄ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｃｒｅｅｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｇｅｎｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｋｅｒｎｅｌ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｓ ｏｆ ‘Ｇｕｉｒｅ Ｎｏ. １’ ａｎｄ ‘Ａ４’ꎬ
ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｕｔｒｉｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ Ｍ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ ｋｅｒｎｅｌｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: ( １)
Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ １ ６６７ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ａｎｄ １ ７９８ ｇｅｎｅｓ ｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｉｎ ‘Ｇｕｉｒｅ Ｎｏ. １’
ｋｅｒｎｅｌ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ‘Ａ４’ ｋｅｒｎｅｌꎻ ＫＥＧＧ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎ
ｓｔａｒｃｈ ａｎｄ ｇｌｕｃｏｓｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｐａｔｈｗａｙｓ. (２) Ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ
ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅ ｇｅｎｅ￣ＬＯＣ１２２０７７９３１ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ＭＹＢ４４Ｌ ｗａｓ ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ. Ｔｈｅ
ＭｉＭＹＢ４４Ｌ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｃｌｏｎｅｄ ｉｎ ｋｅｒｎｅｌｓ ｏｆ ‘Ｇｕｉｒｅ Ｎｏ. １’ ｕｓｉｎｇ ＲＡＣＥ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ １ １６５ ｂｐ ｉｎ ｌｅｎｇｔｈꎬ ９９９ ｂｐ
ｉｎ ＯＲＦ ｉｎ ｌｅｎｇｔｈꎬ ａｎｄ ｅｎｃｏｄｅｄ ３３２ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ. (３) Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ＳＡＮＴ
ｄｏｍａｉｎ ｉｎ ｔｈｅ ＭｉＭＹＢ４４Ｌ ｐｒｏｔｅｉｎꎬ ａ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ ｆａｍｉｌｙ. Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｌａｃｋｅｄ ｂｏｔｈ ａ ｓｉｇｎａｌ ｐｅｐｔｉｄｅ ａｎｄ ａ
ｔｒａｎｓｍｅｍｂｒａｎｅ ｄｏｍａｉｎ ｂｕｔ ｆｅａｔｕｒｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ. (４) Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ ｋｅｒｎｅｌｓ ｏｆ １０ Ｍ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ

ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ. Ａｎｄ ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ＭｉＭＹＢ４４Ｌ ｇｅｎｅ ｉｎ Ｍ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ
ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｌｏｗ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓ ０.５４ꎬ ｒｅａｃｈｉｎｇ ａ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｌｅｖｅｌ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｉｎ￣
ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ＭｉＭＹＢ４４Ｌ ｇｅｎｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ Ｍ. ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｍａｃａｄａｍｉａ ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａꎬ ＭｉＭＹＢ４４Ｌꎬ ｋｅｒｎｅｌꎬ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ

澳洲坚果(Ｍａｃａｄａｍｉａ ｉｎｔｅｇｒｉｆｏｌｉａ) 是一种高经 交互的关键转录因子( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎮ 在拟
济价值的常绿坚果树ꎬ原产于澳大利亚东海岸的热 南芥基因组中ꎬＡｔＭＹＢ４４ 属于第 ２２ 亚组ꎬ保守基
带雨林ꎮ 因其优质的可食用性ꎬ在世界各地的热带 序为 ２２.１ (ＴＧＬＹＭＳＰｘＳＰ)和 ２２.２ (ＧｘＦＭｘＶＶＱＥＭ

和亚 热 带 无 霜 区 被 进 行 商 业 种 植 ( Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ＩｘｘＥＶＲＳＹＭ)(Ｓｔｒａｃｋｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００１)ꎬ通过与 ＰＹＬ９、
２０２３)ꎮ 澳洲坚果果仁的主要成分是脂肪、蛋白和 ＷＲＫＹ７０ 等蛋白结合从而调控拟南芥等植物的抗

多种微量元素等(Ｗｏｊｄｙｌｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 前期研究 逆反应、参与乙烯和茉莉酸等激素信号传导过程ꎬ
表明ꎬ澳洲坚果果仁的营养成分含量在不同澳洲坚 其自身亦受转录和翻译后调节ꎮ 例如ꎬＡｔＭＹＢ４４
果种质之间变化较大ꎬ果仁内的变异系数由高到低 提高拟南芥对桃蚜的抗性是通过激活乙烯信号途
依次为 Ｃａ>Ｚｎ>Ｐ>Ｍｇ>可溶性糖>Ｆｅ>蛋白质>氨基 径 ＥＩＮ２ 来实现( Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎻＭＹＢ４４ 竞争性
酸>Ｋ>脂肪ꎬ主成分分析可将主要营养成分聚为 ４ 抑制 ＭＹＢ３４０￣ｂＨＬＨ２￣ＮＡＣ５６ 复合体形成进而 调
个ꎬ即氨基酸组分因子、矿物质因子、脂肪因子、蛋 控紫 瓤 甘 薯 花 青 素 的 生 物 合 成 ( Ｗｅｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ
白质 因 子ꎬ 累 积 贡 献 率 为 ８７. ９１％ ( 谭 秋 锦 等ꎬ ２０２０)ꎻＡｔＭＹＢ４４ 启动子区域核小体密度低ꎬ便于
２０２１ａ)ꎮ 可见ꎬ蛋白组分在澳洲坚果果实营养成分 多种 信 号 的 转 录 因 子 调 控 其 表 达 ( Ｎｇｕｖｅｎ ＆
中具有重要作用ꎮ 然而ꎬ在澳洲坚果研究中ꎬ对脂 Ｃｈｅｏｎｇꎬ ２０１８)ꎮ 在调控其他蛋白的相关研究中ꎬ
肪酸(Ｒｉｃｈａｒｄｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)和微量元素营养的研究 发现牡丹 ＰｓＭＹＢ４４ 通过抑制二氢黄酮醇￣４￣还原
较多(ｄｅ Ｓｉｌｖａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎬ但对蛋白质含量及其调 酶基 因 表 达 负 调 节 花 瓣 斑 点 分 布 ( Ｌｕａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ
控的研究较少ꎮ 蛋白质作为重要的生命大分子ꎬ除 ２０２３)ꎮ 来自中国野生紫葡萄的 ＶａＭＹＢ４４ 转录因
了提 供 营 养 价 值 外ꎬ 还 作 为 转 录 因 子 ( Ｚｕｍａｊｏ￣ 子负 调 控 转 基 因 拟 南 芥 和 葡 萄 植 株 的 耐 寒 性
Ｃａｒｄｏｎａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)、酶(Ｇａｂｒｉｅｌｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)、蛋 (Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)ꎮ 综上可知ꎬＭＹＢ４４ 转录因
白复合体(Ｇｉｓｒｉｅｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２)参与植物生长发育和 子可能参与澳洲坚果中果实营养成分含量的调
抗逆等多种生物过程ꎮ 控ꎮ 本研究以广西壮族自治区重要经济果树澳洲
其中ꎬＲ２Ｒ３￣ＭＹＢ 转录因子 ＭＹＢ４４ 参与逆境 坚果为研究对象ꎬ依托澳洲坚果高低果仁蛋白质
抗性和多种植物激素传导调控ꎬ是植物激素信号 含量差异显著品种的转录组数据和澳洲坚果‘ 桂