石榴稳定转化平台揭示 PgMYB10 为花青素生物合成的关键调控因子

《Plant Cell Reports》：A stable transformation platform in pomegranate uncovers PgMYB10 as a key regulator of anthocyanin biosynthesis

　　

摘要

核心信息

高效的遗传转化平台使PgMYB10的功能验证成为可能，确定其为控制石榴花青素生物合成的主效调控因子。

摘要

稳定的遗传转化体系的匮乏限制了石榴的功能基因组学研究。本研究中，我们以茎段为外植体，建立了"泰山红"石榴高效的离体再生及根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的遗传转化体系。优化后的培养基配方实现了高频再生：在含有1.5 mg/L 6-苄氨基嘌呤（BAP）、0.6 mg/L 1-萘乙酸（NAA）和30.0 mg/L 硫酸腺嘌呤（ADS）的MS培养基上，不定芽诱导率为93.3%；在补充0.8 mg/L BAP和0.3 mg/L 吲哚-3-丁酸（IBA）的MS培养基上，增殖系数为5.4；在含有1.2 mg/L BAP、0.3 mg/L NAA和0.2 mg/L 赤霉酸（GA?）的MS培养基上实现了有效的壮苗；在含有1.5 mg/L IBA和0.5 mg/L NAA的半浓度MS培养基上，生根率为95.3%。转化时，将预培养的外植体浸入含有20.0 mg/L 乙酰丁香酮（AS）的农杆菌悬浮液（OD??? = 0.8）中30分钟。经过四天黑暗共培养后，依次使用30 mg/L 卡那霉素进行抗生素筛选和400 mg/L 替莫汀（timentin）进行抑菌处理，在"泰山红"石榴中获得了17.5%的稳定平均转化效率。后续功能分析表明，PgMYB10的过表达可诱导叶片和茎中色素的积累。在三条独立的转基因系中，最大花青素含量和PgMYB10转录本水平分别比野生型植株高5.4倍和27.2倍。六个花青素合成基因（PgCHS、PgCHI、PgF3H、PgDFR、PgANS和PgUFGT）均显著上调，表明PgMYB10正向调控花青素的生物合成。该转化体系为石榴的功能基因组学研究提供了可靠的技术平台，PgMYB10可作为旨在改善果实着色的分子育种中的候选基因。