JIA | 南通大学生命科学学院孙健副教授团队MYB转录因子的系统分析及LuMYB216在亚麻花花青素生物合成调控中的作用研究

亚麻的花和种皮有多种颜色，亚麻是为数不多的能开出天然蓝色花朵的植物之一。亚麻的蓝色花朵，花瓣颜色层次分明，花型优美，具有很高的观赏价值。因为亚麻对生长环境的要求很低，所以可以大面积种植，用以美化环境。然而，其艳丽花色和种皮色的形成机制尚不清楚。

近期，南通大学生命科学学院孙健副教授课题组完成的题为Systematic analysis of MYB transcription factors and the role of LuMYB216 in regulating anthocyanin biosynthesis in the flowers of flax (Linum usitatissimum L.)”的研究论文在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文)，JIA) 2023年8期正式发表。

该研究对MYB转录因子家族进行了系统分析，发现在进化树相邻亚族中的R2R3-LuMYB基因具有相似的表达模式，其中LuMYB216在亚麻不同颜色的花瓣中高度表达。随后对LuMYB216在亚麻中的进行基因编辑，lumyb216突变体亚麻植株的花瓣颜色、花药颜色和种皮颜色明显较野生型植株浅。lumyb216突变体植株的各组织部位花青素含量也显著降低。相关分析表明，LuMYB216与上游调节因子LubHLH30显著正相关。本研究为探索LuMYB216对亚麻花花青素合成的调控奠定了重要基础。

研究选用的野生型亚麻花瓣的颜色是蓝色，lumyb216-3和lumyb216-5花瓣的颜色为浅蓝色。突变体植株的花瓣颜色比野生型亚麻的花瓣颜色浅（图5A, B）。野生型亚麻的花药明显为蓝色，但lumyb216-3和lumyb216-5的突变体植株较浅，其中lumyb216-5花药的颜色接近白色（图5C）。在收获种子后，发现野生型亚麻的种皮为深棕色；lumyb216-3和lumyb216-5的种皮为浅黄色，明显比野生型亚麻种皮的颜色浅（图5D）。为了确定LuMYB216的亚细胞定位，在拟南芥原生质体中瞬时表达了所得到的构建体，融合蛋白的信号定位于细胞核，与其预测的定位和作为转录因子的功能一致（图8）。为了进一步揭示LuMYB216调节亚麻色素合成的机制，我们发现有8个LubHLH与7个R2R3-LuMYB具有较强的相关性。其中，LuMYB216与LubHLH30呈极显著的正相关，相关系数高达0.97。该结果表明，LubHLH30极有可能参与花青素生物合成途径中LuMYB216的正调控（图9）。

南通大学生命科学学院孙健副教授为该文章的通讯作者，谢冬微副教授为该文章第一作者。该研究得到了国家自然科学基金青年项目（31801409）的资助。

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https://doi.org/10.1016/j‍.ji‍a‍.‍20‍2‍3‍.04.046

Cite the article:

XIE Dong-wei, LI Jing, ZHANG Xiao-yu, DAI Zhi-gang, ZHOU Wen-zhi, SU Jian-guang, SUN Jian. 2023. Systematic analysis of MYB transcription factors and the role of LuMYB216 in regulating anthocyanin biosynthesis in the flowers of flax (Linum usitatissimum L.). Journal of Integrative Agriculture, 22(8): 2335-2345.

研究团队简介

孙健副教授（第二排右起第4位）

植物信号实时监测与地方种质资源保护研究团队

植物电信号和化学信号实时监测及其作用机制研究以亚麻，番茄，拟南芥为研究对象，结合微流控技术，研究植物在受到环境或外界刺激后，植物体内电信号和化学信号的产生、传输及其互作机制。植物电信号是植物对外界环境刺激做出的最初响应，在植物细胞内、细胞间进行信息传递，进一步启动植物体内的化学信号如过氧化氢、植物激素分子等，从而对植物生长发育、抗病抗逆反应进行调节。该研究方向具有较强的学科交叉性和跨学科特点，涉及植物学、植物生理学、分子生物学、电分析化学、纳米材料和信息等学科，研究成果具有重要理论和现实意义，具有良好的发展前景。地方种质资源保护主要围绕南通特色的植物种质资源的收集、鉴定、利用和保护开展研究，助力地方乡村振兴。孙健副教授先后承担国家自然科学基金青年基金，省基金青等科研项目10余项；以第一作者或通讯作者发表SCI论文10余篇。

Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.8，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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