大黄中MYB转录因子的全基因组鉴定及其对UV-B和MeJA处理的响应

《BMC Plant Biology》：Genome-wide identification of MYB transcription factors in Rheum officinale Baill. and their responses to UV-B and MeJA treatment

　　

摘要

背景

Rheum officinale Baill.是传统中医中的重要药材，其根和根茎具有显著的药理活性，这些活性主要源自蒽醌类及其他生物活性化合物。然而，蒽醌生物合成背后的转录调控机制尚未被充分理解，相关的关键调控因子仍需进一步研究。MYB转录因子在次生代谢和应激信号传导中起着核心作用，因此推测它们可能参与蒽醌的调控，尤其是在响应紫外线B辐射和茉莉酸甲酯（MeJA）等激素信号时。

结果

我们对R. officinale中的MYB基因进行了全基因组范围的鉴定，共发现了237个RoMYBs，其中包括150个R2R3-MYBs、81个R1-MYBs、4个3R-MYBs以及2个非典型成员。系统发育、结构及进化分析表明，该基因家族存在保守的亚家族结构，且其扩展主要是由片段重复驱动的。值得注意的是，紫外线B处理会以时间依赖的方式显著增加多种蒽醌类物质的积累，包括大黄素和大黄酚。表达谱分析显示，有一些RoMYBs对MeJA和紫外线B都有反应，其中RoMYB128和RoMYB134的表达水平持续上升，且与蒽醌的积累呈正相关。共表达分析进一步表明，这两个基因与蒽醌生物合成途径中的多个CHS相关结构基因存在密切关联。亚细胞定位分析证实，这两种蛋白质都定位于细胞核内，而转录活性检测则显示RoMYB128具有转录激活功能。

结论

本研究首次对R. officinale中的MYB基因家族进行了全面的基因组分析，确定了能够整合光信号和激素信号以调控蒽醌生物合成的候选调控因子，为未来的机制研究和代谢工程应用奠定了基础。