Page 49 - 《广西植物》2026年第5期

５ 期 王建伟等: 甘蓝型油菜转录因子 ＭＹＢ４ 的克隆、亚细胞定位及表达分析 ７ ８ １

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌꎬ ａ ＭＹＢ４ ｇｅｎｅ ｗａｓ ｃｌｏｎｅｄ ａｎｄ ｎａｍｅｄ ＢｎａＭＹＢ４. Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎꎬ
ａｎｄ ｑＲＴ￣ＰＣＲ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｉｔｓ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬ ａｎｄ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｕｎｄｅｒ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｏｐｅｎ ｒｅａｄｉｎｇ ｆｒａｍｅ ｏｆ ＢｎａＭＹＢ４ ｗａｓ ８８５ ｂｐ ｉｎ
ｌｅｎｇｔｈꎬ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ２９４ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓꎻ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｎｃｏｄｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ａ ｔｙｐｉｃａｌ Ｒ２Ｒ３￣
ＭＹＢ ｄｏｍａｉｎꎬ ｂｅｌｏｎｇｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ ｓｕｂｆａｍｉｌｙꎬ ａｎｄ ｗａｓ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｔｏ ｌｏｃａｌｉｚｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｃｌｅｕｓ. (２) Ｍｕｌｔｉｐｌｅ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｒｅｖｅａｌｅｄ ｔｈａｔ ＢｎａＭＹＢ４ ｓｈａｒｅｄ ｈｉｇｈ ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ (８７.４１％－９８.９７％) ｗｉｔｈ ＭＹＢ４ ｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ ｐｒｏｔｅｉｎｓ
ｆｒｏｍ ｓｐｅｃｉｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｂｒａｓｓｉｃａ ｎａｐｕｓ ａｎｄ Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａꎻ ｐｒｏｍｏｔｅｒ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｔｒｅｓｓ￣
ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ. ( ３) Ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｃｏｎｆｉｒｍｅｄ ｔｈａｔ ＢｎａＭＹＢ４ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
ｎｕｃｌｅｕｓ. (４) Ｔｉｓｓｕｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ＢｎａＭＹＢ４ ｗａｓ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｉｎ ｒｏｏｔꎬ ｓｔｅｍꎬ ａｎｄ ｌｅａｆꎬ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ
ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｒｏｏｔꎻ ｕｎｄｅｒ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｉｔｓ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｃｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓꎬ ｂｕｔ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｉｎ ｒｏｏｔ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ ＢｎａＭＹＢ４ ｍａｙ ｂｅ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ
ｒａｐｅｓｅｅｄ ｔｏ Ｃｄ ｓｔｒｅｓｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｅｌｕｃｉｄａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ
ＭＹＢ４ ｉｎ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｆｏｒ ｓｔｒｅｓｓ￣ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｂｒｅｅｄｉｎｇ ｉｎ ｒａｐｅｓｅｅｄ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｒａｐｅｓｅｅｄ (Ｂｒａｓｓｉｃａ ｎａｐｕｓ)ꎬ ＭＹＢ４ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒꎬ ｇｅｎｅ ｃｌｏｎｉｎｇꎬ ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎꎬ ｃａｄｍｉｕｍ
ｓｔｒｅｓｓꎬ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ

转录因子作为调控基因表达的关键蛋白ꎬ通 ｎｉｖｅａ)ＢｎＭＹＢ２(Ｚｈｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０) 通过调控解毒或
过特异性结合靶基因启动子区域的顺式作用元 转运蛋白的表达ꎬ显著增强植株对 Ｃｄ 的耐受性ꎻ
件ꎬ在植物生长发育、代谢调控及环境响应中发挥 Ｓｈｉｕ 等(２００５)将神农香菊的 ＣｉＭＹＢ４ 基因进行遗
核心作用ꎮ 其中ꎬＭＹＢ 转录因子家族因广泛参与 传转化ꎬ成功 提 升 了 烟 草 和 野 菊 ( Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ
植物初级 / 次生代谢、激素信号传导、细胞分化及 ｉｎｄｉｃｕｍ)的耐 Ｃｄ 能力ꎻ此外ꎬＡｔＭＹＢ４９ 能促进 Ｃｄ
生物 / 非生物逆境应答等过程而备受关注( 张威 积累ꎬ其 表 达 受 脱 落 酸 ( ａｂｓｃｉｓｉｃ ａｃｉｄꎬＡＢＡ) 诱 导
等ꎬ ２０２３)ꎮ 该家族成员依据 Ｎ 端保守的 ＤＮＡ 结 (Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 这些研究表明ꎬＲ２Ｒ３￣ＭＹＢ
合域(ＭＹＢ 重复结构域) 数量被划分为 １Ｒ￣ＭＹＢ、 转录因子在植物 Ｃｄ 耐受性机制中具有重要调控
２Ｒ￣ＭＹＢ( Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ)、３Ｒ￣ＭＹＢ 和 ４Ｒ￣ＭＹＢ ４ 个 潜力ꎮ 在芸薹属植物中ꎬ虽然关于 ＭＹＢ 基因功能
亚类ꎬ其中 Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ 亚类在植物中最为丰富ꎬ并 的研究已有若干报道ꎬ但 ＭＹＢ４ 在镉胁迫响应中的
在非生物胁迫耐受性中扮演关键角色( 张威等ꎬ 具体作用仍缺乏系统研究ꎮ 例如ꎬ在白菜( Ｂｒａｓｓｉｃａ
２０２３ꎻ 李泽凤等ꎬ ２０２３)ꎮ ｒａｐａ)和甘蓝型油菜( Ｂ. ｎａｐｕｓ) 中已鉴定出 ＭＹＢ４
自 Ｐａｚ￣Ａｒｅｓ 等(１９８７)首次从玉米( Ｚｅａ ｍａｙｓ) 同源基因(如白菜 ＸＰ＿００９１０１９３４.１ 和甘蓝型油菜
中克隆 ＺｍＭＹＢＣ１ 并证实其调控花青素合成以来ꎬ ＸＰ＿０１３７０５１０４.２)ꎬ但这些基因在 Ｃｄ 胁迫下的表
ＭＹＢ 转录因子的功能研究已取得显著进展ꎮ 目 达模式、亚细胞定位及其在重金属耐受性中的具
前ꎬ水稻(Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ)(Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)、拟南芥 体功能仍不清楚ꎮ
(Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ)(Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)、野大豆 尽管上述研究提示 Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ 转录因子在植
(Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ) ( Ｓｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)、番茄( Ｓｏｌａｎｕｍ 物 Ｃｄ 胁迫响应中具有普遍功能ꎬ但是在重要油料
ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ) ( Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１ )、 小 麦 ( Ｔｒｉｔｉｃｕｍ 作 物 甘 蓝 型 油 菜 中ꎬ ＭＹＢ４ 同 源 基 因 ( 如
ａｅｓｔｉｖｕｍ) ( Ｗｅｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０ )、 烟 草 ( Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ＢｎａＭＹＢ４)是否同样参与 Ｃｄ 胁迫响应仍不清楚ꎮ
ｔａｂａｃｕｍ ) ( Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ )、 神 农 香 菊 基于 此ꎬ 本 研 究 围 绕 以 下 关 键 科 学 问 题 展 开:
(Ｃｈｒｙｓａｎｔｈｅｍｕｍ ｉｎｄｉｃｕｍ ｖａｒ. ａｒｏｍａｔｉｃｕｍ ) ( 李 强 ＢｎａＭＹＢ４ 是否编码典型 Ｒ２Ｒ３￣ＭＹＢ 转录因子并定

等ꎬ ２０２４ )、 生 菜 ( Ｌａｃｔｕｃａ ｓａｔｉｖａ ) ( 张 丽 丽 等ꎬ 位于细胞核ꎻ其在 Ｃｄ 胁迫下是否呈现表达响应及
２０２４)等植物中的 ＭＹＢ 基因已被成功克隆与功能 其组织特异性ꎻ该表达模式与模式植物( 如拟南
验证ꎮ 值得注意的是ꎬＲ２Ｒ３￣ＭＹＢ 亚类成员在重 芥)或其他物种中的同源基因是否存在差异ꎮ 解
金属胁迫响应中的功能日益凸显ꎮ 例如ꎬ拟南芥 析上述问题不仅有助于揭示甘蓝型油菜 Ｃｄ 胁迫
ＡｔＭＹＢ４(Ａｇａｒｗａｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０) 和 苎 麻 ( Ｂｏｅｈｍｅｒｉａ 响应的独特分子机制ꎬ而且也将丰富植物重金属