摘要
原花青素（Proanthocyanidins,PA）,又被称为浓缩单宁，是一种类黄酮聚合物，主要组成部分是（+）-儿茶素和（-）-表儿茶素。PA存在于植物的树皮、叶片、果实和种子中，影响着酒、茶和果汁的风味，同时作为次级代谢产物用于抵御微生物、害虫和大型食草动物的侵害。同时，饲料中含有适当的PA（2％-4％）时可以增加反刍动物对蛋白质的吸收。 高粱是世界第五大谷类作物，迄今为止是世界干旱或半干旱地区超五亿人的主粮来源。高粱种子中PA对抵抗鸟类的侵害发挥重要的作用，并与高粱的酿酒品质密切相关。PA的合成、转运及其调控通路在拟南芥、葡萄和蒺藜苜蓿等模式植物中虽有大量研究，但这些通路在高粱中的关键组分和调控的分子机理仍不清晰，因此研究高粱中PA的合成和调控途径对提升高粱种子的品质具有重要理论意义。 PA的合成通路通常保守地受到MBW（MYB、bHLH和WD40）复合体的调控。目前在高粱中已经通过图位克隆和基因组关联分析等方法定位到了TAN1和TAN2,分别编码一个WD40和一个bHLH蛋白，它们均能调控高粱种子中PA的合成，而高粱种子中参与PA合成的MBW复合体中的MYB蛋白却仍未被鉴定，因此研究高粱中调控PA合成的MYB蛋白可以为精确调控高粱种子中的PA含量提供理论依据。 在本研究中，通过对高粱MYB基因家族的聚类、表达模式和进化树分析，发现了两个可能参与调控PA合成途径的MYB蛋白，分别命名为SbMYB1和SbMYB5。原位杂交结果显示SbMYB1和SbMYB5都定位在种子的内皮层，这与PA在高粱种子中积累的位置一致。亚细胞定位结果表明，TAN1在细胞质和细胞核中均有分布,TAN2、SbMYB1和SbMYB5定位于细胞核中，这与SbMYB1和SbMYB5发挥转录因子的功能相对应。 体内和体外的蛋白互作实验发现SbMYB1、TAN1和TAN2之间两两互作，SbMYB5和TANI互作，表明它们可能形成了MBW复合体。而后发现SbMYB1可以结合PA合成通路的DFR（二氢黄酮醇4-还原酶）和ANS（花青素合酶）的启动子，SbMYB5可以结合ANS的启动子，它们都不能结合ANR（花青素还原酶）的启动子，暗示它们可能参与了PA的调控途径。由于SbMYB1和SbMYB5均不能激活ANR,但是ANR的产物是PA的前体，对于PA的合成至关重要，因此我们通过基因的表达谱分析和双荧光素酶实验找到一个R2R3MYB蛋白SbMYB9,其可以结合ANR的启动子。以上结果表明，高粱PA合成通路的关键组分分别受到多个不同的MYB转录因子的调控，形成一个复杂的PA调控网络。
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