[发明专利]普通小麦中控制紫色种皮性状的主效基因TaMYC1基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，尤其涉及普通小麦中控制紫色种皮性状的主效基因TaMYC1基因及其应用。

背景技术

花青素是大多数植物合成的一类次级代谢物。它们负责花和果实的色素沉着，并且可以吸引花粉和种子的传播媒介（Joaquin-Cruz et al.，2015）。在营养组织中，它们参与了植物中非特异性抗病性的形成和保护，用来应对生物和非生物因子的胁迫（Treutter，2006）。环境条件如高光强度，低温，高盐或干旱胁迫，都会影响花青素生产（Chalker-Scott和Tinnemore，2009）。花青素由于其抗炎，抗诱变，抗癌和抗菌性质以及在肝中毒和凋亡诱导中的作用而获得关注（Bowen-Forbes et al.，2010；Mazza，2007; Wang和Stoner，2008）。高水平花青素的小麦品种可能将成为一种具有生物活性的食品原料，用以在功能性食品工业中预防疾病并促进健康（Khlestkina et al.，2011；Li et al.，2007；Revanappa和Salimath，2011）。

花青素由于其易被观察到的特征使得其在许多植物中的代谢途径已经清楚。花色素苷生物合成的主要结构基因编码苯丙氨酸氨裂解酶、查耳酮合酶、查耳酮异构酶、黄酮醇-3-羟化酶、类黄酮-3’-羟化酶、二羟基黄酮醇还原酶（DFR）、无色花色素双加氧酶和类黄酮3-O-葡糖苷转移酶（Dunlop和Curtis，1991）。这些结构基因主要由两类转录因子（TF）调控：碱性螺旋—环—螺旋（bHLH）型和MYB型（Zhang et al.，2014）。任何一个结构基因或调控基因的失活都可以阻断代谢途径，不能积累花青素。如，功能性VvmybA1启动子内的DNA序列变异与颜色深的葡萄品种的果肉中色素沉着含量有关（Kobayashi et al，2005; Porret et al.，2006; This et al.，2007）。类似的功能性MYB转录因子包括拟南芥中的MYB75（PAP1）和AtMYB90（PAP2）（Borevitz et al.，2000），矮牵牛中的AN2（Kastell et al.，2013）和甘薯中的MYB1（Sujatha et al.，2013）。bHLH的等位变异也与植物组织的颜色相关。玉米中的bHLH基因R、B、Sn和Hopi能够诱导花色素在糊粉层、盾片、果皮、根、中胚轴、叶和花药中的组织特异性生物合成（Goff et al.，1992；Petroni et al.，2000；Procissi et al.，1997；Styles et al.，1973；Tonelli et al.，1991）。水稻中RC蛋白的bHLH结构域第6外显子14-bp的缺失引起白色果皮表型（Sweeney et al.，2006）。