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为解析菊花高光胁迫响应机制，研究人员对二倍体野菊（Chrysanthemum seticuspe）和六倍体菊花（C. morifolium）的 R2R3-MYB 基因家族开展研究。鉴定出 236 和 732 个 MYB 蛋白，发现其含丰富光响应顺式元件，高光下表达上调，且基因重复事件促进家族扩张。为菊花基因功能研究和分子育种奠定基础。
光是调控植物生长发育的关键生态因子，适宜的光照强度对维持作物产量和品质至关重要。然而，强光作为一种常见的非生物胁迫，其对植物的影响机制尚未被充分揭示。菊花作为我国广泛栽培的观赏、药用和食用植物，在栽培过程中常面临高光胁迫的挑战。R2R3-MYB 转录因子（R2R3-MYB transcription factors）在植物应对高光胁迫中扮演着关键角色，但其在菊花属不同倍性物种中的基因结构、进化关系及功能机制仍缺乏深入研究。开展对菊花属植物 R2R3-MYB 基因家族的研究，对于理解基因进化模式、推动菊花遗传改良具有重要意义。
研究人员开展了此项研究，相关成果发表在《Plant Physiology and Biochemistry》。研究通过全基因组分析，明确了二倍体野菊（Chrysanthemum seticuspe）和六倍体菊花（C. morifolium）中 R2R3-MYB 基因家族的特征，揭示了其在高光胁迫响应中的作用，为菊花的基因功能研究、分子育种及产业应用提供了重要依据。
研究采用的主要关键技术方法包括：从 PlantTFDB 数据库获取拟南芥（Arabidopsis thaliana）168 个 MYB 家族成员序列；利用 TBtools 软件从野菊和菊花基因组中鉴定 MYB 基因；通过 BLASTP 分析筛选相关基因；构建系统发育树进行进化关系分析；运用基序（motif）分析探究蛋白保守结构；对启动子区域进行顺式元件（cis-elements）分析；采用实时定量聚合酶链反应（qPCR）检测基因表达量；进行基因组定位及共线性分析。样本来源于野菊和菊花品种‘中山桂妃’（C. morifolium 'Zhongshanzigui'）。
一、MYB 转录因子家族的鉴定与分析
研究人员从拟南芥数据库中检索到 168 个 MYB 家族成员，利用 TBtools 软件在野菊和菊花基因组中分别鉴定出 236 个和 732 个 MYB 基因。通过 BLASTP 分析，在野菊中鉴定出 4 个 MYB 基因，在菊花品种‘中山桂妃’中检测到 19 个 MYB 基因。这表明不同倍性的菊花属植物中 MYB 基因数量存在显著差异，六倍体菊花的 MYB 基因数量远多于二倍体野菊。
二、系统发育树构建结果
系统发育树分析显示，菊花属植物的大多数亚家族分类与拟南芥一致。野菊和菊花之间存在三倍的关系，提示菊花的基因拷贝数相对野菊发生了倍增。这一结果为理解两者的进化关系及基因家族扩张提供了重要线索。
三、R2R3-MYB 基因家族结构特征分析
R2R3-MYB 转录因子是花青素（anthocyanin）生物合成的关键调控因子。研究鉴定出野菊和菊花中参与花青素合成的 MYB 蛋白 N 端区域存在保守的 R2 和 R3 重复结构域（R2 and R3 repeat domains）。其中一个 R2R3-MYB 基因包含与花青素抑制相关的抑制结构域，其在烟草中的异源过表达实验也显示出相关作用，说明该家族基因在代谢调控中具有重要功能。
四、基因结构与进化特征
基序分析发现，野菊的 MYB 蛋白具有 8 个保守基序，菊花的具有 9 个。野菊中 4 个 MYB 蛋白中有 3 个保留了全部 8 个基序，仅 1 个缺失基序 4；而菊花 19 个 MYB 结构域中仅 9 个表现出保守性，与野菊存在显著差异，表明两者在基因结构上发生了明显分化。基因组定位显示野菊中有 1 个串联重复的 MYB 基因，菊花中有 4 个，说明基因重复事件在菊花中更为活跃。比较共线性分析发现拟南芥与野菊间无共线基因对，但野菊和菊花间存在 4 个直系同源 MYB 基因对，且野菊 MYB 基因无种内共线性，提示基因重复事件（包括基因组三倍化）促进了菊花属 R2R3-MYB 基因家族的结构复杂性和代谢途径扩展。
五、高光胁迫响应相关特征
启动子区域分析发现存在大量光响应顺式元件，qPCR 实验表明在高光条件下 MYB 基因表达上调，说明这些基因参与了植物对高光胁迫的响应过程。
研究结论表明，通过对野菊和菊花的全基因组分析，鉴定出分别属于 R2R3-MYB 家族第 6 亚组的 3 个 CsMYB 基因和 19 个 CmMYB 基因。系统发育、基因结构和共线性分析为这些物种的进化分化及 R2R3-MYB 基因家族扩张提供了有力证据。启动子分析显示光响应顺式元件的富集，尤其是在 CmMYB 基因中，暗示其在高光胁迫响应中的重要作用。该研究为理解菊花属 MYB 基因的进化和功能潜力提供了新见解，为后续基因功能研究、分子育种及菊花产业应用奠定了坚实基础，也揭示了基因重复事件在植物适应环境胁迫和进化创新中的关键作用。
