亚洲百合MYB转录因子家族的鉴定及调控花粉败育MYB基因的筛选

v-myb禽成髓细胞瘤病毒致癌基因同源物(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)转录因子家族在调控植物生殖及生长发育过程中发挥着重要的作用,本研究在转录水平上鉴定出亚洲百合品种'小小的吻'(Lilium Asiatic hybrids'Little Kiss')MYB转录因子家族成员并对其进行生物信息学分析,旨在筛选出调控花粉败育的基因,为亚洲百合MYB的功能研究提供基础资料.基于百合转录组数据,利用Pfam31.0和BLASTP等软件对百合MYB蛋白序列进行筛选与鉴定,使用MEGA 7.0、Web Logo 3.0等生物信息学软件,重点对占比最多的R2R3-MYB类转录因子进行保守结构域和系统进化树分析,并用Mev软件对LaMYB基因在小孢子减数分裂时期和单核花粉粒时期的表达水平进行分析.共筛选出69个LaMYB基因,包含50个R2R3-MYB类基因,15个1R-MYB类基因和4个3R-MYB类基因,所有LaMYB蛋白均为亲水性不稳定蛋白;亚细胞定位预测结果表明LaMYB基因编码的蛋白均定位于细胞核;Web logo3.0分析发现R2R3-MYB类蛋白结构域比较保守,但其C-端转录激活域的易变性使其具有功能多样性;系统进化分析将百合R2R3-MYB类蛋白划分为22个亚家族,其中参与花粉败育的拟南芥同源基因主要属于S18、S23、S21和S22亚家族;同时,RNA-Seq数据分析结果表明,和花粉发育的正常时期(减数分裂时期)相比,在花粉败育的关键时期(单核花粉粒时期),69个LaMYB基因中有42个的表达量呈现上调趋势,仅27个基因的表达量呈现下调趋势;qRT-PCR分析结果表明6个候选基因在百合花粉正常时期(减数分裂时期)和败育时期(单核花粉粒时期)的表达量有显著差异.该研究结果表明LaMYB基因在花粉败育过程中发挥重要的调控作用.此研究为深入探究LaMYB基因在花粉败育过程中发挥的功能提供基础资料.