木豆MYB-related亚家族基因鉴定及干旱胁迫下CcMYB-R48的功能解析

木豆(Cajanus cajan)是药食两用的木本豆科植物,含有丰富的活性物质,具有极高的经济价值.包括干旱和病害在内的非生物和生物胁迫是造成木豆减产和品质下降的重要因素,因此,挖掘木豆抗逆关键基因并分析其功能是木豆育种研究的重点.作为MYB(v-myb avian myeloblastosis viral)家族转录因子中的重要成员,MYB-related(MYB-R)亚家族基因被认为在逆境胁迫中发挥着重要作用.本研究通过生物信息学方法,利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)MYB-R亚家族基因在木豆基因组中进行序列比对,筛选出48个CcMYB-R家族基因(CcMYB-R1～CcMYB-R48).转录组数据分析发现,CcMYB-R48基因在脱落酸(abscisic acid,ABA)与茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)胁迫处理下都显著上调表达且表达量较高,说明其可能在木豆的抗逆应答和激素诱导下发挥重要功能.克隆并分析CcMYB-R48基因发现,其具有1个典型的MYB功能域,与拟南芥AT1G19000、AT1G74840同源性较高.实时半定量PCR(semi-quantitative RT-PCR,SqRT-PCR)检测发现,CcMYB-R48在干旱胁迫6和12 h的条件下均显著上调表达,而在高温胁迫6和12 h的条件下则无差异,说明其可能参与木豆抵御干旱的过程.构建CcMYB-R48过表达载体,并利用木豆瞬时转化系统在木豆植株中过表达CcMYB-R48,结果显示,在干旱条件下,过表达植株具有较低的死亡率(19.44％),其电导率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和过氧化物酶(peroxidase,POD)含量均显著低于对照植株,表明CcMYB-R48能够增强木豆的抗旱能力.本研究对进一步探究木豆CcMYB-R亚家族基因及其抗旱机制,开展分子抗逆育种工作都具有重要意义.