科研進展 | 我院蔬菜中心揭示RsMYB1基因啟動子甲基化調控心裡美蘿蔔花青苷合成的新機制

2021-02-27 北京市農林科學院

點擊上方「北京市農林科學院」，選擇「置頂公眾號」

關鍵時刻，第一時間送達！

近日，Journal of Experimental Botany在線發表了我院蔬菜中心張麗課題組題為「Transposon-induced methylation of the RsMYB1 promoter disturbs the anthocyanin accumulation in red-fleshed radish (Raphanus sativus L.)」的研究論文。

心裡美蘿蔔是我國特有的栽培類型，味甘質脆，肉色血紅，富含對人體有益的花青苷。血紅瓤率是鑑定品種優劣的重要指標，100%血紅瓤率是育種家與種植戶所期待的理想品種。但是在心裡美蘿蔔品種選育和生產過程中，時常出現白肉突變體，嚴重影響了品種的純度和品質，其突變機制尚不清楚。

團隊利用QTL-seq結合轉錄組分析獲得控制心裡美蘿蔔花青苷積累的關鍵基因RsMYB1。序列分析表明在紅肉野生型和白肉突變體中，該基因沒有核苷酸序列的差異，同時發現在RsMYB1啟動子上遊存在7,372bp的CACTA類型轉座子插入。通過調查CACTA轉座子在111份蘿蔔種質中的分布，揭示了該CACTA轉座子對於心裡美蘿蔔紅肉形成必不可少。甲基化分析表明：CACTA轉座子在紅肉和白肉材料中均有較高的甲基化水平，但RsMYB1基因啟動子的甲基化水平白肉材料明顯高於紅肉材料。愈傷組織過表達和VIGS互補試驗驗證了RsMYB1基因的功能，去甲基化試劑5-azaC處理白肉突變體能夠部分恢復花青苷的積累。綜上，研究人員認為RsMYB1啟動子區域的CACTA轉座子插入在心裡美蘿蔔肉色形成中發揮重要作用，同時高度甲基化的轉座子擴散到RsMYB1啟動子區域，使該基因的表達受到抑制，阻斷花青苷的合成，形成白肉突變體。

本研究初步揭示了心裡美蘿蔔肉質根花青苷積累和白肉突變體出現的分子機制，為選育100%血紅瓤率的心裡美蘿蔔奠定了基礎。張麗副研究員為本文通訊作者，第一作者為王慶彪博士和王豔萍博士。本研究還得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和北京市自然科學基金等項目的資助。

（來源：蔬菜中心）

轉載本文請註明出處

相關焦點

  • 浙江大學滕元文課題組揭示乙烯抑制紅梨花青苷合成的分子機制
    在線發表了題為Ethylene-activated PpERF105 induces the expression of the repressor-type R2R3-MYB gene PpMYB140 to inhibit anthocyanin biosynthesis in red pear fruit 的研究論文，揭示了乙烯抑制紅梨花青苷合成的調控機制
  • 華中農業大學在番茄果實顏色研究中取得新進展
    ，揭示了轉錄因子TAGL1調控番茄果實顏色形成的分子機理。前人通過反向遺傳學方法，揭示了蘋果表皮上紅條斑和黃條斑產生是由於MYB10啟動子甲基化差異導致其表達量差異，伴隨著花青苷合成相關基因表達量發生變化，最終蘋果表皮上花青苷差異性積累產生紅條斑和黃條斑。同樣的，前人解析了梨表皮紅斑點和條紋也是由於MYB10啟動子甲基化差異，目前這種基於甲基化差異的分子調控機理尚未完全清晰。
  • 研究發現DNA去甲基化酶ROS1負調控基因印記和種子休眠新機制
    該研究發現了擬南芥DNA去甲基化酶ROS1負調控DOGL4基因的印記和種子休眠的新機制。基因印記是指父母本來源等位基因之間發生顯著表達差異的一種表觀遺傳現象。在植物中，基因的印記表達主要出現在胚乳中。擬南芥中含有4個DNA去甲基化酶，其中DME特異在雌配子的中心細胞中表達，它通過去甲基化作用調控了胚乳的基因組印記。然而，其它更廣泛表達的去甲基化酶是否參與了基因組印記的調控仍未知。
  • 武大科研團隊揭示膽固醇合成調控新機制
    中新網·湖北武大科研團隊揭示膽固醇合成調控新機制 發布時間：2020年11月17日 10:21 來源：湖北日報今日熱點：湖北省長江大保護十大標誌性戰役成果不斷提升國家再評專精特新「小巨人」國家統計局：10月份國民經濟運行延續穩定恢復態勢福島核燃料取出作業前景不明 機械研發因疫情停滯秘魯總統梅裡諾上任未滿一周辭職 前總統關注局勢武大科研團隊《自然》雜誌發表論文揭示膽固醇合成調控新機制
  • 重慶大學李正國團隊揭示番茄果實成熟轉錄調控新機制
    The Plant Journal 重慶大學李正國團隊揭示番茄果實成熟轉錄調控新機制責編 | 奕梵通過對番茄果實成熟突變體的研究，現已鑑定出了多個調控果實成熟的基因。乙烯作為一種重要的植物激素，在呼吸躍變型果實（番茄、蘋果、香蕉等）的成熟過程中發揮關鍵調控作用。目前報導較多的果實成熟調控基因多為正調控因子，且很多基因的作用機制仍不清楚。
  • 植物株型發育新機制 揭示如何調控基因表達
    光明網訊（記者 宋雅娟 張蕃） 7月13日，《自然—植物（Nature Plants）》在線發表了中國農業科學院蔬菜花卉研究所、深圳農業基因組研究所、中科院生物物理所、加州大學戴維斯分校等6家單位合作研究的關於作物株型發育基因表達調控的最新研究成果。
  • 上海科學家揭示染色質修飾調控植物基因表達的新機制
    原標題：上海科學家揭示染色質修飾調控植物基因表達的新機制　　植物沒法靠遷徙躲避不利的自然困境，它們又是如何適應環境開花結果的呢？8月6日，中科院分子植物科學卓越創新中心植物分子遺傳國家重點實驗室何躍輝研究組，和杜嘉木研究組合作，分別在國際知名期刊《自然·遺傳學》上背靠背發表研究論文。
  • 研究人員揭示超級增強子動態甲基化調控轉錄異質性
    研究人員選擇了Sox2和miR290-295的超級增強子作為研究對象。這兩個基因的超級增強子對於保持多能性有重要作用，而且其T-DMR在測序數據中顯示低水平甲基化。結果表明細胞間的Sox2， miR290-295 超級增強子的甲基化不但是異質性的，而且還是十分動態的。研究人員利用流式細胞分選 （FACS）純化出等位基因特異甲基化的細胞，在培養過程中這些細胞會重組之前的表觀異質性細胞群。利用這些胚胎幹細胞的動態變化和可純化性，研究人員通過基因敲除實驗發現甲基化的動態變化反映了三個甲基轉移酶（DNMTs）的活性動態平衡，揭示去甲基化的過程是被動的。
  • 【肺科•新聞】我院翁志萍團隊揭示piRNA調控逆轉錄病毒入侵基因...
    【肺科•新聞】我院翁志萍團隊揭示piRNA調控逆轉錄病毒入侵基因組的固有應答機制 2019-10-12 17:49 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 朱健康院士等揭示SnRK2蛋白激酶調控miRNA合成的新機制—新聞...
    朱健康院士等揭示SnRK2蛋白激酶調控miRNA合成的新機制 miRNA是一種廣泛存在於動植物體內的長度為20-24個核苷酸的非編碼的小RNA。通過調控mRNA的剪切和翻譯，miRNA參與了植物生長發育、脅迫應答等許多生物學過程。III型核糖核酸酶DCL1、鋅指蛋白SE以及雙鏈RNA結合蛋白HYL1是miRNA合成複合體的核心組分。已知植物激素脫落酸和滲透脅迫應答途徑能夠影響miRNA的積累，但詳細的分子機制並不清楚。
  • 科學網—破解控制木質素合成開關的新機制
    中科院分子植物科學卓越創新中心破解控制木質素合成開關的新機制   本報訊（記者黃辛）近日，中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所李來庚研究組揭示了LTF1作為木質素合成的感應開關調控木質素合成的分子機制。
  • 浙江大學果實品質生物學團隊發現果實酯類芳香物質合成的調控新機制
    近日，The Plant Journal在線發表了浙江大學果實品質生物學團隊題為「Transcriptional and epigenetic analysis reveals that NAC transcription factors regulate fruit flavor ester biosynthesis」的研究論文，揭示了
  • 【中國新聞網】中國科研人員揭示腫瘤代謝新機制
    【中國新聞網】中國科研人員揭示腫瘤代謝新機制 2015-04-03 中國新聞網 楊保國 吳蘭 ，腫瘤代謝異常的新機制，癌基因cMyc誘發的絲氨酸生物合成途徑的激活對於癌症的發生發展起著至關重要的作用。
  • 科研人員揭示紅光調控植物抗蟲媒病毒新機制
    光作為主要的環境因子，不僅調控植物生長發育的每個環節，而且與病害的流行爆發緊密相關。然而，光如何影響植物抗病性，病原微生物如何適應宿主抗性機制從而促進自身的傳播等問題，亟須得到解答。該研究發現，植物雙生病毒衛星DNA編碼的βC1蛋白可以通過靶向光信號途徑的PIF轉錄因子家族調控的蟲媒病毒抗性，促進蟲媒病毒的快速傳播，揭示了光調節雙生病毒-煙粉蝨-植物三者互惠共生的新機制。
  • 破解控制木質素合成開關的新機制—新聞—科學網
    中科院分子植物科學卓越創新中心
  • 【中國科學報】科學家揭示乙烯調控種子休眠新機制
    【中國科學報】科學家揭示乙烯調控種子休眠新機制 2019-03-08 中國科學報 丁佳 【字體，揭示了乙烯調控種子休眠形成的新機制，對開展優化育種、減少作物種子穗發芽提供了新的理論基礎。
  • 基因甲基化是什麼意思?甲基化與癌症的關係解讀
    存在s -腺苷蛋氨酸(SAM)的情況下，DNMT催化胞嘧啶的第5位發生甲基化。啟動子調控區未甲基化CpGs不破壞轉錄，基因表達。當調控區域內CpGs的DNA甲基化發生時，基因沉默(Kulis and Esteller 2010)。
  • 研究發現泛素信號調控哺乳動物青春期發育起始表觀遺傳學機制以及...
    近日，國際學術期刊National Science Review 雜誌發表了中國科學院分子細胞科學卓越創新中心 (上海生物化學與細胞生物學研究所) 胡榮貴研究組、中科院上海營養與健康研究所李亦學研究組與中科院蘇州生物醫學工程與技術研究院高山課題組合作的題為
  • 青島農大參加第九屆花色素苷國際學術研討會
    會議代表通過口頭報告和牆報報告的形式交流了植物花青色素苷有關的最新研究進展，內容豐富，氣氛熱烈。現將會議主要內容按專題總結報告如下。一、健康與營養(會議口頭報告12個）美國的USDA營養研究中心的Dr.
  • Mol.Cell Bio:揭示組蛋白H3K4甲基化抑制轉錄的分子機制
    真核生物染色質的組蛋白末端會發生多種化學修飾（包括乙醯化和甲基化修飾等），是真核生物細胞隨環境變化而改變基因表達譜式的重要調控方式。之前的研究發現組蛋白H3K4甲基化分布於基因的啟動子區，對基因轉錄主要起正調控作用。然而有研究表明H3K4甲基化對某些基因表達起到抑制作用，其分子機制有待闡釋。