美人蕉R2R3-MYB基因家族的鉴定及与花青素相关成员的表达分析

　　

摘要：

目的 鉴定美人蕉（Canna indica）R2R3-MYB基因家族，分析其在不同花色中的表达模式，为美人蕉花色分子调控机制及新品种培育提供理论参考。 方法 以模式植物拟南芥R2R3-MYB蛋白序列为参考，结合HMM模型和BLAST检索从美人蕉基因组中鉴定R2R3-MYB基因家族成员，分析其理化性质、亚细胞定位、系统发育树、染色体分布、保守基序及启动子顺式作用元件；基于课题组前期8个美人蕉品种转录组数据，通过TBtools可视化分析获得其在盛花期花瓣中的表达模式。选取4个不同花色品种（橙色‘印丽’、粉色‘Grand Due’、红色‘安旺’、黄色‘洒金’）的花瓣，通过实时荧光定量PCR检测11个候选CiMYBs基因的表达模式，分析基因表达与花瓣花青素、类黄酮含量的关系；以拟南芥蛋白预测美人蕉中的蛋白互作。 结果 共鉴定出185个美人蕉R2R3-MYB基因，编码蛋白均为亲水性核定位蛋白，分布于9条染色体上。约94%的成员含有核心保守基序（Motif1、Motif2、Motif3），启动子区富含光响应元件。系统发育分析将其与拟南芥同源蛋白划分为30个亚组，其中11个基因与拟南芥中调控花色素合成的MYB蛋白同源；RNA-seq结果显示11个候选基因在不同花色美人蕉品种中差异表达；互作网络预测表明CiMYB65与花青素合成关键基因DFRA显著共表达，直接调控花青素合成。RT-qPCR分析发现CiMYB21、CiMYB39、CiMYB65和CiMYB20分别在‘Grand Due’‘洒金’‘安旺’‘印丽’中表达量最高，且基因表达量与花青素含量及黄酮醇含量呈显著正相关。 结论 美人蕉基因组含有185个R2R3-MYB基因，其中CiMYB20、CiMYB39、CiMYB65等基因可通过调节花青素合成参与调控美人蕉花色形成。