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本研究从银杏中分离鉴定到2个定位在细胞核中的MYC2转录因子——GbMYC2_4和GbMYC2_5,它们受到MeJA的诱导并与银杏萜内酯含量显著正相关。过表达GbMYC2_4和GbMYC2_5的转基因拟南芥根长敏感性分析实验显示GbMYC2_4和GbMYC2_5对MeJA具有强敏感性,表明GbMYC2_4和GbMYC2_5是JA信号中关键的调控节点。银杏中过表达GbMYC2_4和GbMYC2_5提高了萜内酯含量并上调GGPPS等多个萜内酯合成途径中关键酶基因的表达。进一步的DAP-seq、酵母单杂、EMSA和双荧光素酶实验表明GbMYC2_4和GbMYC2_5能够选择特异性结合GbGGPPS启动子中的G-box基序并激活GbGGPPS表达,且GbMYC2_5偏向结合邻近区域A/T富集的G-box。此外,通过酵母双杂和BiFC实验发现GbMYC2_4和GbMYC2_5能分别与GbJAZ1/2/3/4/6/7和GbJAZ1/2/3/4/7相互作用,且GbMYC2_4与JAZ互作的结构域在N端,GbMYC2_5与JAZ互作的结构域在N端和C端,Jas是JAZ与MYC2互作的关键结构域。本研究提出了JA介导的GbJAZ-GbMYC2-GbGGPPS模块调控银杏萜内酯生物合成的分子模型,揭示了MeJA诱导银杏中萜内酯积累的分子机制,丰富了萜类化合物生物合成的调控网络,为通过基因工程提高TTL含量提供了研究基础和靶基因。
长江大学园艺园林学院博士研究生郑嘉瑞、廖咏玲副教授和叶家保副教授为本文的共同第一作者,长江大学园艺园林学院许锋教授为本文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(31901344和31971693)项目的资助。
许锋教授课题组主要从事园林植物遗传学基础与应用研究,在植物次生代谢生物合成、植物生长发育、富硒植物资源挖掘、富硒能力评价及富硒生理分子机制等方面取得系列进展,在Hortic Res、Plant Physiol、Mol Horticult、Tree Physiol、J Hazard Mater、Sci Total Environ等期刊以第一或通讯作者发表系列研究成果。