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为探究金银花（Lonicera japonica）在干旱胁迫下的应对机制，研究人员开展了金银花 MYB 转录因子相关研究。他们从金银花基因组中鉴定出 356 个 MYB 转录因子，筛选出 3 个关键基因。结果显示，转基因拟南芥抗旱性和黄酮含量提升。该研究为金银花育种等提供理论依据。
在全球气候变暖的大背景下，干旱这一难题愈发严重，如同阴影般笼罩着植物的生长与发育。对农作物而言，干旱会降低种子发芽率，阻碍植株生长，甚至导致死亡，严重影响农业生产。而在植物界中，金银花（Lonicera japonica）作为常用中药材，具有清热解毒、抗氧化和抗炎等多种功效，其主要活性成分黄酮类化合物不仅是衡量金银花药材质量的重要指标，还在植物应对非生物胁迫时发挥关键作用 。但面对干旱，金银花如何招架，其内部的调控机制又是什么，这些问题亟待解答。
为了揭开金银花应对干旱胁迫的神秘面纱，山东中医药大学的研究人员勇挑重担，开展了深入研究。他们聚焦金银花 MYB 转录因子，试图找出其在干旱胁迫下的作用机制。研究发现，从金银花基因组中鉴定出的 356 个 MYB 转录因子里，有 104 个对干旱胁迫有响应。经层层筛选，确定了 LjMYB3、LjMYB8 和 LjMYB63 这 3 个关键基因。将它们转入拟南芥（Arabidopsis thaliana）后，转基因拟南芥的抗旱性显著增强，总黄酮含量也大幅提升。这一成果发表在《Scientific Reports》上，为金银花的研究和应用开辟了新道路。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。通过转录组测序，全面分析干旱胁迫下金银花 MYB 基因的表达变化；利用系统发育分析，明确金银花 MYB 转录因子与其他物种的亲缘关系；借助共表达分析，挖掘与黄酮生物合成相关的 MYB 转录因子；运用亚细胞定位技术，确定目标基因在细胞中的位置；采用转基因技术，在拟南芥中过表达目标基因，验证其功能。
下面详细介绍研究结果：
- 金银花 MYB 转录因子的鉴定与干旱胁迫响应分析：研究人员从金银花基因组中筛选出 356 个 MYB 转录因子，根据其结构特点分为不同类型。通过系统发育分析发现，金银花与拟南芥的 MYB 蛋白可分为多个亚组，各亚组功能不同。转录组数据分析表明，104 个 MYB 基因在干旱胁迫下表达显著变化，且变化趋势多样。
- 干旱胁迫下金银花活性成分含量的测定：测定了干旱胁迫下金银花 11 种活性成分的含量，发现多数成分含量呈上升趋势，尤其是黄酮类成分变化明显。这表明干旱胁迫可能促进金银花黄酮类等活性成分的积累。
- 参与黄酮生物合成的 MYB 转录因子的鉴定：从 104 个干旱响应的 MYB 转录因子中筛选出 18 个与黄酮生物合成相关的基因。对黄酮生物合成关键基因的表达分析发现，不同基因在不同组织中的表达模式不同，且与干旱程度相关。通过共表达分析，最终选定 LjMYB3、LjMYB8 和 LjMYB63 进行后续研究。
- MYB 转录因子的亚细胞定位：预测 LjMYB3、LjMYB8 和 LjMYB63 可能定位于细胞核，经实验验证，LjMYB8 - GFP 和 LjMYB63 - GFP 确实位于细胞核，LjMYB3 - GFP 则在细胞质和细胞核中均有分布，这为其调控功能的发挥提供了定位依据。
- 阳性拟南芥植株的鉴定：将目标基因转入拟南芥，经筛选和 PCR 验证，获得多个转基因植株。选取表达量高的植株进行后续实验，为研究目标基因功能奠定基础。
- 转基因植株在干旱胁迫下的表现：在含不同浓度甘露醇的培养基上培养转基因拟南芥种子，发现转基因种子发芽率高于野生型，且根系受干旱抑制程度较轻。这充分证明了目标基因能增强植物对干旱胁迫的耐受性。
- 总黄酮含量的测定：测定野生型和转基因拟南芥的总黄酮含量，发现转基因拟南芥总黄酮含量更高，其中 LjMYB63 系列最高。对黄酮生物合成基因转录水平的分析表明，不同转录因子对基因表达的调控作用不同，共同影响黄酮类化合物的积累。
研究结论和讨论部分指出，该研究系统剖析了金银花 MYB 转录因子在干旱胁迫下的功能，明确了 LjMYB63 等基因在提高植物抗旱性和黄酮含量方面的重要作用。这为金银花新品种培育提供了理论依据，有助于从遗传角度阐释金银花的质量形成机制。然而，目前金银花遗传转化体系尚不完善，MYB 转录因子在其他次生代谢产物及基因家族中的作用也有待探索。未来，还需进一步深入研究，为金银花的研究和应用添砖加瓦。
