花烛转录因子AaMYB2的克隆和载体构建开题报告

一．立论依据

1. 项目的研究意义：

花烛（Anthurium raeanum）又名红掌、安祖花、火鹤，原产中南美洲热带雨林地区，是天南星科花烛属多年生常绿草本植物。适宜在温暖湿润、排水通畅的环境生长，不耐干旱与强光暴晒。红掌株高因品种而异，多为50至80厘米。具肉质根，无茎，叶从根茎抽出，具长柄，单生、心形，鲜绿色，叶脉凹陷。单花顶生，花梗长40至70厘米。花序由佛焰苞和肉穗花序组成，二者颜色不同。佛焰苞宽5至20厘米，呈心形直立展开，蜡质。肉穗花序无柄，圆柱状，略向外倾。花烛具有苞片艳丽、叶片秀美、形态独特、花期长, 耐水养等特点。既可作室内盆栽花卉，也可供切花切叶观赏，是重要的热带观赏花卉。目前，全球花烛切花的栽培面积已达500平方公顷。红掌以其独特、新奇和高贵的形象，深受消费者的青睐^[1，11]。

花烛育种的方法有杂交育种、多倍体育种及基因工程育种等方法。其中杂交育种应用最为广泛。许多优良的花烛品种均是通过该方法选育获得。目前，花烛栽培品种多以花烛属中的花烛为亲本与其他种或品种杂交所培育出的品种。如花烛与林登花烛杂交后选育出乳白色系列品种、玫瑰红系列品种以及橙红色或黄橙色系列品种 ^[2]。

多倍体育种一般具有花大色艳、观赏价值高和抗逆性强等特点。通过对四倍体植株的形态学研究发现, 四倍体花烛的植株更为健壮, 叶片和佛焰苞大而厚，色深，叶片下表皮上的气孔密度小、花药和花粉较二倍体花烛大。

基因工程又称为DNA体外重组技术，其最大特点是能克服固有生物种间的限制，可以进行花色性状的定向改造。对于无法通过杂交育种获得的蓝色系花烛，可以选择定向转入花青素合成途径的结构基因，也可以转移转录因子等途径定向育种。

2.国内外研究概况：

2.1花青素合成途径

花色是观赏植物的重要观赏指标之一，88被子植物门的花色是由花青素决定。花青素属于类黄酮类色素，广泛存在于植物体内，是构成花瓣、果实及种子的主要色素之一。合成花青素的前体物质是苯丙氨酸。花青素的生物合成受两类基因的控制，分别为结构基因和调节基因。结构基因编码了一系列的生物合成酶，在其催化作用下合成花青素。花青素合成第一阶段起始于苯丙氨酸，在PAL、C4H、4CL的作用下生成4-香豆酰辅酶A；第二阶段是在查尔酮合成酶（CHS）、查尔酮异构酶（CHI）、黄烷酮3-羟化酶（F3H）和类黄酮3-羟化酶（F3H）的作用下合成二氢黄酮醇的过程；第三阶段是在二氢黄酮醇还原酶（DFR）、花青素合成酶（ANS）、MT、糖基转移酶（GT）和AT的催化下生成花青素的过程 ^[3]。

研究表明,WD40起到调控装配的作用,使得MYB蛋白质和bHLH蛋白质稳定地与之结合,形成MBW三聚复合体^[5，12]。MBW三聚复合体通过与结构基因启动子中相应的顺式作用元件结合, 从而激活或者抑制结构基因的表达^{[6, 7]}。此外，一些R2R3-MYB蛋白质能够独立于其他蛋白直接调控结构基因的表达,花青素合成途径的早期结构基因主要受MYB蛋白质调控。在花烛的不同组织中，MYB类转录因子于佛焰苞中表达量最高，而佛焰苞中花青素含量最高也说明了MYB类转录因子对花青素合成起到促进作用^[8]。

花烛中已报道转录因子AaMYB1和AaMYB2与花青素合成有关，其中AaMYB2具有显著促进花青素积累的作用，但不同品种间是否存在差异尚不明确^[9]。

3.应用前景

本试验将从红色苞片的花烛品种‘骄阳’中克隆AaMYB2转录因子并构建载体，为进一步研究其调控花青素合成的机理及通过转录因子的转移促进花烛苞片花青素积累及培育不同颜色的新品种提供基础。