苋菜甜菜红素合成相关基因AmMYB1的克隆及表达分析

谢礼洋，刘生财，白　玉，柳　燕，林　觅，蔡顺亮，郑学立，谢晓清，冯　新，程春振，陈裕坤，赖钟雄*

(1 福建农林大学 园艺植物生物工程研究所，福州 350002； 2 福州市蔬菜科学研究所，福州 350111)



苋菜甜菜红素合成相关基因AmMYB1的克隆及表达分析

谢礼洋1，刘生财1，白玉1，柳燕1，林觅1，蔡顺亮1，郑学立2，谢晓清1，冯新1，程春振1，陈裕坤1，赖钟雄1*

(1 福建农林大学 园艺植物生物工程研究所，福州 350002； 2 福州市蔬菜科学研究所，福州 350111)

摘要:应用RACE技术，从‘大红’苋菜中克隆到1条MYB基因cDNA全长序列，命名为AmMYB1(登录号为KU557504)。AmMYB1基因开放阅读框为723 bp，可编码240个氨基酸。其基因组序列与cDNA比对后显示，AmMYB1基因含有1个内含子。生物信息学分析表明，AmMYB1具有2个连续的MYB结构域，是一个典型的R2R3-MYB；同源分析显示，该基因编码的氨基酸序列与甜菜红素相关BvMYB1的一致性最高，达到54%。亚细胞定位结果显示，AmMYB1蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR分析表明，AmMYB1基因在‘大红’苋菜叶片红色部位的表达量高于绿色部位；在甜菜红素含量高的叶和茎中表达量明显高于根；在光照条件下表达量高于遮光处理；在红叶品种中的表达量高于绿叶品种。研究结果表明，AmMYB1基因可能是苋菜甜菜红素合成途径中重要的正调控因子。

关键词:苋菜；甜菜红素；AmMYB1基因；表达分析

MYB转录因子具有高度保守的MYB结构域，每个MYB结构域包含51～52个氨基酸残基，根据其含MYB结构域重复数目的不同，MYB被划分为4个亚类，即4R-MYB、3R-MYB、R2R3-MYB和R1-MYB[1-2]。自从玉米中发现第一个植物MYB转录因子以来[3]，也已从多种植物中获得，说明其在植物中广泛存在，是植物中最大的转录因子家族之一。R2R3-MYB是植物中数目最多的MYB转录因子类型，包含2个MYB结构域，N端具有DNA结合结构域，C端具有激活或抑制结构域，具有模式化的结构[4]，已经在梨[5]、丹参[6]、甜菜[7]、油菜[8]等多种植物中被鉴定。植物R2R3-MYB转录因子参与了细胞壁的合成[9]、黄酮醇的合成[10]、木质素的合成[11]、花青素的合成[12-13]等众多生物过程，是目前MYB转录因子的研究热点。

甜菜红素属于甜菜色素，是一种水溶性色素，具有抗氧化、消炎、抑菌等作用，在食品、医药及化妆用品等方面被广泛应用[14]。目前研究发现，甜菜红素仅存在于仙人掌科[15]、盐地碱蓬[16]、苋科[17]、马齿苋科[18]、藜科[19]、紫茉莉科[20]等不含花青素的部分石竹目植物及一些高等真菌[21]中。甜菜红素和花青素结构完全不同，但在理化性质、影响其合成的环境因素等方面存在一定的相似之处，他们可能存在相同的调控因子[22-24]。大量研究证实[12-13]，R2R3-MYB参与了花青素的合成。最新研究发现[25]，MYB也参与了甜菜红素的合成。Hatlestad等[25-26]猜想MYB可能也参与了甜菜红素的合成并展开试验，获得了第一个调控甜菜红素的MYB转录因子编码基因BvMYB1。研究发现：该基因编码一个R2R3类转录因子，在甜菜和籽粒苋中过量表达后均能促进甜菜红素的合成；BvMYB1与花青素R2R3-MYB可能具有相同的进化起源，但其作用方式异于花青素R2R3-MYB。另外，Hatlestad等发现，BvMYB1基因在拟南芥中过量表达后，不能促进花青素的合成。目前，关于甜菜红素代谢过程的研究集中于代谢路径中一些关键酶[27-28]，且仅在甜菜中发现1条参与甜菜红素代谢的MYB基因[25]，而在其他物种中尚未见到与甜菜红素代谢相关MYB基因的研究报道。

苋菜(AmaranthustricolorL.)是苋科苋属一年生草本植物，茎和叶富含甜菜红素[29]，并具有营养价值和药用价值[30]。苋菜生长快、生物量大和色素含量高，是提取和研究甜菜红素的重要资源。MYB作为植物中一类家族庞大、功能复杂的转录因子，在甜菜红素代谢调控机制方面还需要进一步探讨。本研究对一个甜菜红素MYB基因进行了研究，以期为将来深入探讨甜菜红素代谢的调控机理奠定基础。

1材料和方法

1.1材料

苋菜种质资源由福建农林大学园艺植物生物工程研究所保存。以‘大红’苋菜、‘RRC 241’、‘RRC 110’、‘Lal Sag’为材料，取样后用液氮冻存并保存于-80 ℃冰箱用于核酸和甜菜红素提取。

1.2方法

1.2.1苋菜总RNA、基因组DNA提取及cDNA第一链合成采用多糖多酚RNA提取试剂盒(北京百泰克生物技术有限公司)提取样品总RNA。采用植物基因组DNA试剂盒(北京百泰克生物技术有限公司)进行‘大红’苋菜基因组DNA的提取。用超微量分光光度计(Thermo Electron Corp.，USA)检测DNA及RNA样品浓度，并用1% 琼脂糖凝胶电泳检测其完整性。采用GeneRacerTM试剂盒(TaKaRa)将已经提取的总RNA反转录为cDNA用于基因克隆。用 SYBR ExScriptTM逆转录试剂盒(TaKaRa)将已经提取的总RNA反转录为cDNA用于定量PCR分析。

1.2.2AmMYB1基因克隆以NBCI中登录的甜菜BvMYB1基因(登录号JF432080)核苷酸序列作为参考序列，与本实验室构建的苋菜转录组数据库(登录号SRR924089、SRR924090、SRR924091 和 SRR924092)进行比对分析，筛选出一条高度一致的cDNA片段(大小为264 bp)。然后根据该片段分别设计2条3’-RACE特异引物和5’-RACE特异引物，结合GeneRacerTM3’和3’巢式引物及5’和 5’巢式引物，以‘大红’苋菜cDNA为模板进行巢式PCR反应，分别扩增3’和5’末端序列。DNAMAN对获得片段进行全长拼接，并设计拼接验证引物AmMYB1-ORF-F和AmMYB1-ORF-R(表1)，进行PCR反应以验证拼接结果的正确性。同时以‘大红’苋菜基因组DNA为模板，以AmMYB1-ORF-F和AmMYB1-ORF-R(表1)为引物，PCR扩增该基因DNA序列。以上引物均由北京六合华大基因科技股份有限公司合成。

PCR反应扩增体系参照LA Taq酶(TaKaRa)说明书配制。PCR反应条件为：94 ℃预变性2 min，94 ℃ 变性30 s，55～59 ℃ 退火30 s，72 ℃延伸1 min，30个循环，72 ℃延伸10 min。将获得的目的片段切胶回收，TA克隆后挑取阳性克隆摇菌，然后进行菌液PCR扩增，将有目的条带的菌液送至铂尚生物技术(上海)有限公司测序。

1.2.3洋葱亚细胞定位采用DNAMAN6.0软件对已经获得的CDS序列进行限制性内切酶分析，设计分别带酶切位点BglⅡ和SpeⅠ的上下游引物AmMYB1-1302-F和AmMYB1-1302-R(表1)，通过PCR方法获得带酶切位点的目标序列。将PCR产物连入1 302质粒并转入大肠杆菌DH5α，在含卡那霉素(50 mg/L)的LB固体培养基上筛选阳性克隆子，PCR鉴定和质粒酶切验证重组质粒的正确性，同时送铂尚公司进行测序。采用冻融法将重组质粒导入EHA105 农杆菌，使用农杆菌介导法侵染洋葱表皮进行亚细胞定位观察。

1.2.4生物信息学分析使用ExPASy Protparam 预测编码蛋白的理化性质；使用PORT预测蛋白亚细胞定位；使用Signal P 3.0 Server预测蛋白质信号肽；使用NetPhos 2.0预测蛋白质磷酸化位点；使用DNAMAN6.0软件进行序列拼接及比对，利用Primer 5.0软件进行引物设计。使用MEGA 5.1软件中的Neighbor-Joining(NJ法)构建MYB蛋白的系统进化树。利用GeneStucture Display Server在线软件(http：//gsds.pku.edu.cn/)分析基因的结构。

1.2.5qRT-PCR分析以EFL1为内标基因(定量引物EFL1-F和EFL1-R见表1)，采用罗氏LightCycler 480仪器，通过qRT-PCR检测AmMYB1基因在‘大红’苋菜叶片的红色部位和绿色部位、不同组织部位、不同光照处理和不同品种的表达情况。根据荧光引物设计的原则，在获得AmMYB1基因全长的基础上设计特异引物RTAmMYB1-F和RTAmMYB1-R(表1)。PCR反应条件为：95 ℃预变性30 s，95 ℃变性10 s，58 ℃退火30 s，72 ℃延伸 15 s，45个循环。使用‘Lal Sag’和‘RRC241’cDNA样本混合物进行3倍梯度系列稀释，分别对AmMYB1基因和内参基因进行扩增，获得标准曲线，以确定引物特异性和扩增效率。以不同处理cDNA 10倍稀释液为模板进行扩增。根据2-ΔΔCt计算基因相对表达量。

表1　引物序列

注：划线部分为酶切位点

Note:The underlined section show restriction enzyme digestion sites

1.2.6甜菜红素的提取、测定称取0.05 g液氮研磨的苋菜组织粉末，加入1 mL 75% 甲醇，剧烈震荡混匀，4 ℃放置30 min，10 000 r/min 离心10 min，弃上清，用双蒸水重悬沉淀，4 ℃30 min，12 000 r/min离心10 min，取上清水相，用紫外可见分光光度计(UV-900，上海元析仪器有限公司)测定其在538 nm下吸光值。根据甜菜红素的摩尔消光系数5.66×104计算甜菜红素的含量[40]。

2结果与分析

2.1苋菜AmMYB1基因克隆与生物信息学分析

以‘大红’苋菜cDNA为模板，AmMYB1-3’SP1和AmMYB1-3’SP2为特异引物，经3’-RACE巢式PCR扩增，电泳检测获得1条约600 bp条带(图1，A)；以AmMYB1-5’SP1和AmMYB1-5’SP2为特异引物，经5’-RACE扩增，电泳检测显示获得1条约300 bp条带(图1，B)，测序结果表明，这2个片段分别为600 bp和317bp。将获得的5’-RACE末端、3’-RACE末端和转录组中已知的264 bp中间片段进行拼接，共得到985 bp cDNA全长。根据拼接序列设计AmMYB1-ORF-F及AmMYB1-ORF-R引物，进行RT-PCR扩增以验证拼接结果正确性，结果显示，扩增得到 723 bp单一条带(图1，C)，测序结果表明与拼接结果一致，将该序列命名为AmMYB1，登录号为KU557504。以‘大红’苋菜gDNA为模板，AmMYB1-ORF-F和AmMYB1-ORF-R为引物扩增获得828 bp目标条带(图1，D)。将获得的MYB基因cDNA序列与gDNA序列进行在线比对，结果显示该基因含有1个内含子和2个外显子(图2)。

软件分析表明AmMYB1基因ORF区长度为723 bp，编码240个氨基酸(图3)。应用Protparam分析其理化性质显示，该蛋白分子式为C1213H1916N342O369S9，相对分子质量为27 483.1 Da，等电点为6.33，属于酸性蛋白。Signal P3.0 Server信号肽预测结果表明AmMYB1无信号肽。InterPro数据库鉴定结果显示，AmMYB1编码的氨基酸序列具有2个典型的MYB-DNA结构域，这表明AmMYB1编码1个R2R3-MYB转录因子。

2.2AmMYB1氨基酸序列比对及进化树分析

在NCBI数据库中进行同源性分析显示AmMYB1编码的氨基酸序列与甜菜BvMYB1编码的氨基酸序列一致性最高，达到54%。将AmMYB1编码的氨基酸序列与甜菜BvMYB1及花青素相关R2R3-MYB基因编码的氨基酸序列进行多重比对，结果显示AmMYB1与甜菜BvMYB1在R3结构域内存在bHLH基序。该基序与花青素R2R3-MYB中bHLH基序并不完全一致，存在一些差异的氨基酸残基。花青素R2R3-MYB基因编码的氨基酸序列在C端有(A/S)NDV(I)基序，而AmMYB1该处为INDV(I)，与BvMYB1一致(图4)。

图2　AmMYB1的基因结构Fig. 2　Genomic structure of AmMYB1 gene

A. 3’-RACE；B. 5’-RACE；C. cDNA；D. gDNA；M. DL2000；箭头所指为目标条带图1　AmMYB1基因的PCR扩增A. 3’-RACE；B. 5’-RACE；C. cDNA；D. gDNA ；M. DL2000；Arrows show the target bandsFig. 1　PCR amplification of AmMYB1

直线部分表示R2结构域；虚线部分表示R3结构域；ATG为启始密码子；TGA为终止密码子图3　AmMYB1基因的核苷酸序列和推测的氨基酸序列The section underlined by straight line represents the R2 domain；the section underlined by break line represents the R3 domain；ATG presents initiation codon；TGA presents stop codonFig. 3　cDNA sequence and deduced amino acid sequence of AmMYB1

BvMYB1(M1ETK3.1)为甜菜MYB氨基酸序列；PAP1(NP_176057.1)、AtMYB90(NP_176813.1)、AtMYB113(NP_176811.1)、AtMYB114(NP_176812.1)为拟南芥MYB氨基酸序列；方框内为bHLH基序图4　植物R2R3-MYB氨基酸序列比对BvMYB1 represents amino acid sequence of MYB from Beta vulgaris；PAP1 (NP_176057.1)，AtMYB90 (NP_176813.1)，AtMYB113 (NP_176811.1)，AtMYB114 (NP_176812.1) represent amino acid sequences of MYB from Arabidopsis thaliana；The box section shows bHLH motifFig. 4　Alignment of amino acid sequence of MYB in plants

图5　植物R2R3-MYB转录因子进化树分析Fig. 5　Multiple alignment of deduced amino acid sequences of AmMYB1 and other R2R3-MYB transcription factors

圆点为甜菜BvMYB1及本研究中的AmMYB1，其它比对序列均为拟南芥R2R3-MYB；椭圆为拟南芥R2R3-MYB分类中的第六亚族图6　AmMYB1与拟南芥R2R3-MYB转录因子的系统进化关系The dot points indicate BvMYB1 of Beta vulgaris and AmMYB1，others are R2R3-MYB from A. thaliana；Ellipse shows Arabidops MYB family subgroup 6Fig. 6　Phylogenetic tree comparing the amino acid sequence of AmMYB1 and A. thaliana R2R3-MYB family transcription factors

苋菜AmMYB1与来自不同植物的R2R3-MYB的进化分析结果表明AmMYB1与BvMYB1的进化关系最近；AmMYB1与花青素R2R3-MYB聚为一类，而黄酮醇及原花青素R2R3-MYB单独聚为一类(图5)。为了进一步推测AmMYB1的潜在功能，构建了AmMYB1及甜菜BvMYB1与拟南芥R2R3-MYB的系统进化树(图6)，结果表明AmMYB1和BvMYB1均与拟南芥中第六亚族聚为一类，该族的成员AtMYB113、AtMYB114、PAP1、AtMYB90均参与调控花青素合成，属于R2R3-MYB。以上结果说明AmMYB1不仅与BvMYB1有共同的进化起源，也与调控花青素合成相关的R2R3-MYB具有共同的进化起源。

A、D为GFP蛋白的绿色荧光激发图像；B、E为明场图；C、F为叠加图图7　1302-AmMYB1-GFP 蛋白在洋葱中的亚细胞定位A and D image present the green fluorescence of GFP；B and E image present outlook of onion cell under bright field；C and F image present the merged imagesFig. 7　1302-AmMYB1-GFP fusion protein localized in the nuclei of the onion epidermal cells

A. ‘大红’苋菜叶片；B. 光照处理(左)和遮光处理(右)的7日龄‘大红’苋菜幼苗；C1～C3. ‘RRC 241’、 ‘RRC 110’和‘Lal Sag’图8　本试验所用苋菜材料A.Leaves of ‘Dahong’ Amranth；B. 7-day-old ‘Dahong’Amaranth seedlings with normal light (left) and dark (right) treatments；C1-C3. RRC 241’，‘RRC 110’ and ‘ Lal Sag’Fig. 8　Amaranth materials used in this study

2.3苋菜AmMYB1的亚细胞定位

PORT亚细胞预测结果表明AmMYB1可能定位于细胞核，符合转录因子的亚细胞定位特征。利用洋葱表皮的瞬时表达对AmMYB1基因进行亚细胞定位，结果表明该基因定位在细胞核，与预测的结果一致(图7)。

2.4苋菜叶片红色和绿色部位甜菜红素含量和AmMYB1表达分析

对苋菜叶片不同部位中甜菜红素含量的分析显示，红叶部位的甜菜红素含量很高，与绿叶部位甜菜红素含量差异达到极显著水平(图9)。通过荧光定量分析AmMYB1基因在苋菜叶片红色部位和绿色部位的定量表达情况，结果表明，AmMYB1在这2个部位中均有表达(图9)，但在红色部分的表达量是绿色部分的20多倍，二者之间差异显著，且达到极显著水平。AmMYB1基因在苋菜叶片不同部位表达量的变化趋势与苋菜甜菜红素的含量变化趋势一致，这说明AmMYB1基因在叶片红色部位高表达可能有利于甜菜红素的合成。

** 表示差异极显著(P<0.01)图9　红叶部位和绿叶部位甜菜红素含量和AmMYB1表达量差异 ** indicate significant difference among samples at 0.01 levelFig. 9　Differences of betalain contents and AmMYB1 expression levels between the red part leaf and the green part leaf

2.5不同器官中甜菜红素含量和AmMYB1表达分析

对苋菜不同组织部位甜菜红素含量的分析结果显示，叶中甜菜红素含量最高；茎中次之；根中最低，与茎中甜菜红素含量具有显著差异，而与叶中甜菜红素含量的差异达到极显著水平。采用实时荧光定量分析AmMYB1在苋菜不同器官(根、茎、叶)的表达模式。结果表明AmMYB1在苋菜的根、茎和叶中均有表达。AmMYB1表达量在叶中最高；在茎中次之；在根中表达量最低，与茎中表达量具有显著差异，与叶中表达量的差异达到极显著水平。AmMYB1在苋菜不同器官(根、茎、叶)表达量的变化趋势与苋菜红素的含量变化是一致的(图10)。

2.6苋菜幼苗不同光照处理下甜菜红素含量和AmMYB1表达分析

苋菜幼苗在不同光照处理下甜菜红素含量分析表明，光照处理促进苋菜幼苗甜菜红素的合成，遮光处理抑制苋菜幼苗甜菜红素的合成(图8，B)，因此，光照处理苋菜幼苗甜菜红素的含量高于遮光处理苋菜幼苗甜菜红素的含量(图11)，差异达到极显著水平。实时荧光定量分析AmMYB1基因在光照处理和黑暗处理的表达模式，发现AmMYB1的表达量在光照处理中上调，遮光处理中下调，光照处理AmMYB1表达量是遮光处理表达量的5.7倍，二者之间差异达到极显著水平。在遮光和光照处理中，苋菜AmMYB1表达量变化趋势与其甜菜红素合成变化趋势相似(图11)。推测光可能通过诱导AmMYB1的表达调控甜菜红素的合成。

*和**分别表示在0.05和0.01水平差异显著；下同图10　苋菜不同器官中甜菜红素含量和AmMYB1表达量差异* and ** indicate significant difference among samples at 0.05 and 0.01 level, respectively; The same as belowFig. 10　Differences of betalain contents and AmMYB1 expression levels in different organs

图11　光照和遮光处理对甜菜红素含量和AmMYB1表达的影响Fig. 11　Effects of light and dark treatments on betalain contents and AmMYB1 expression

图12　不同苋菜品种中甜菜红素含量和AmMYB1表达量差异Fig. 12　Differences of betalain contents and AmMYB1 expression levels in different Amaranth cultivars

2.7不同苋菜品种中甜菜红素含量和AmMYB1表达分析

‘RRC241’和‘RRC110’2个苋菜品种在整个生长发育过程中叶片全为绿色(图8，C1和C2)，甜菜红素含量极低(图12)；而‘Lal Sag’在整个生长发育过程中叶片全红(图8，C3)，富含甜菜红素(图12)。采用实时荧光定量分析AmMYB1基因在苋菜叶片全绿品种(‘RRC241’和‘RRC110’)和苋菜叶片全红品种的表达模式。结果发现AmMYB1在叶片全红的品种(‘Lal Sag’)的表达量高于在叶片全绿的品种(‘RRC241’和‘RRC110’)，差异极显著。AmMYB1在这3个不同品种的表达量变化趋势与各品种中的甜菜红素含量变化趋势呈正相关(图12)，说明AmMYB1可能与苋菜甜菜红素合成密切相关。

3讨论

3.1AmMYB1与花青素R2R3-MYB的作用方式可能不同，但二者可能具有相同的进化起源

Hatlestad等[26]发现BvMYB1调控甜菜红素的合成，但BvMYB1与花青素MYB对色素的作用方式并不相同。花青素R2R3-MYB通过与bHLH、WD40互作方式调控花青素合成，在R3结构内含有一个与bHLH蛋白互作的(D/E)Lx2(R/K)x3Lx6Lx3R基序[31-32]。然而，BvMYB1由于bHLH基序位点的突变，并不能与bHLH互作[26]。本试验通过氨基酸序列比对发现，AmMYB1在R3结构域内存在bHLH基序，但其基序内的一些结合位点发生突变，该情况同BvMYB1相似；花青素R2R3-MYB基因编码的氨基酸序列在C端有(A/S)NDV(I)基序，而AmMYB1与BvMYB1在该处为INDV(I)。推测，AmMYB1与花青素R2R3-MYB的作用方式可能不同。AmMYB1可能由于bHLH基序中结合位点发生突变，不能与bHLH互作。

甜菜红素BvMYB1与花青素R2R3-MYB具有相同的进化起源[26]。R2R3-MYB调控花青素合成[33]，在拟南芥中已经分离出多个调控黄酮类编码R2R3-MYB转录因子的基因[34]。AtMYB90/PAP2、AtMYB75/PAP1、AtMYB113、AtMYB114调控花青素的合成[32]，它们属于拟南芥的第六类亚族；AtMYB11/PFG2、AtMYB12/PFG1、AtMYB111/PFG3调控黄酮醇合成[35]，属于拟南芥第七亚族；AtMYB123/TT2参与原花青素的合成[36]，属于拟南芥第五亚族。本试验通过分析AmMYB1与花青素、黄酮醇及原花青素R2R3-MYB的进化关系发现：AmMYB1与花青素R2R3-MYB进化关系最近，这与 Hatlestad等的结果相似。同时分析了AmMYB1与拟南芥R2R3-MYB的进化关系，发现AmMYB1与拟南芥的第六类亚族进化关系最近，说明AmMYB1可能与花青素R2R3-MYB具有相同的进化起源。

另外，利用洋葱表皮的瞬时表达对AmMYB1进行亚细胞定位，结果表明AmMYB1定位在细胞核，该结果符合MYB转录因子的特征。

3.2AmMYB1在甜菜红素的合成中可能具有重要的正向调控作用

BvMYB1在富含甜菜红素的品种中具有优势表达[26]。花青素R2R3-MYB也具有类似的表达特性，它们在花青素含量丰富的组织及品种中表达量大，如百合中的LhMYB6[37]、小麦TaMYB3-4D[38]、荔枝LcMYB1[39]等；TaMYB3-4D主要在含花青素的种皮和胚芽鞘表达；LcMYB1在花青素含量高的品种中表达量高。本研究发现AmMYB1在富含甜菜红素的同一叶片的红叶部位、器官(茎和叶)、品种中表达量很高，而在甜菜红素含量低的绿叶部分、根、叶片为全绿品种的表达量很低，该结果与BvMYB1及花青素R2R3-MYB表达特性相似。光是影响甜菜红素的重要因子[40-41]。Wohlpart等[42]发现甜菜红素的合成离不开光，在光照处理下甜菜红素的含量是黑暗处理的5倍。本研究发现，光照处理下甜菜红素含量高于遮光处理甜菜红素含量，与Wohlpart等的结果一致，且AmMYB1对光响应变化与甜菜红素含量变化趋势一致。光可能调控了AmMYB1 参与甜菜红素的合成。由此推测，AmMYB1在甜菜红素的合成中可能具有重要的正向调控作用。

甜菜红素代谢路径复杂，因此，甜菜红素代谢路径的调控因子及相关机制还有待进一步研究探讨。AmMYB1具体生物学功能还需进一步验证，为了深入揭示该基因在甜菜红素合成中的作用，后续将继续验证该基因的功能。

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(编辑:宋亚珍)

文章编号:1000-4025(2016)06-1080-11

doi:10.7606/j.issn.1000-4025.2016.06.1080

收稿日期:2016-03-31;修改稿收到日期:2016-06-04

基金项目:福建省重大科技专项(2015NZ0002)；高等学校博士学科点专项新教师类科研基金(20123515120009)；福建省自然科学基金(2013j05045)；福建省教育厅a类项目(jal2098)

作者简介:谢礼洋(1990-)，女，在读硕士研究生，主要从事蔬菜育种及生物技术研究。E-mail：2607215609@qq.com *通信作者:赖钟雄，研究员，博士生导师，主要从事园艺植物生物技术与遗传资源研究。E-mail：laizx01@163.com

中图分类号:Q785;Q786

文献标志码:A

Cloning and Expression Analysis of Betalain-related Transcription Factor GeneAmMYB1 inAmaranthustricolorL.

XIE Liyang1，LIU Shengcai1，BAI Yu1，LIU Yan1，LIN Mi1，CAI Shunliang1，ZHENG Xueli2，XIE Xiaoqing1，FENG Xin1，CHENG Chunzhen1，CHEN Yukun1，LAI Zhongxiong1*

(1 Institute of Horticultural Biotechnology，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China； 2 Institute of Vegetable Science of Fuzhou, Fuzhou 350111，China )

Abstract:RACE method was used to obtain the complete cDNA sequence of AmMYB1 (Genbank accession No. KU557504) from ‘Dahong’ amararanth (Amaranthus tricolor L.)，which belong to MYB gene . The AmMYB1 gene contains an open reading frame of 723 bp that encodes 240 amino acids. Comparison between the cDNA and genomic DNA sequences showed that AmMYB1 gene contains one intron. Bioinformatical analysis revealed that AmMYB1 is a typical R2R3-MYB containing two consecutive MYB domains.Blast X analysis showed that AmMYB1 is relatively close to betalain biosynthesis-related BvMYB1，with an identity of 54% .Subcellular localization analysis revealed that the AmMYB1 protein was located in the nucleus. Quantitative real time PCR results showed that the expression level of AmMYB1 was significantly higher in the red part of leaves than that in the green part，and was also higher in the leaves and stems with high betalain concentrations than that in the roots. The expression of AmMYB1 was obviously increased when exposure to light. AmMYB1 was found to be highly expressed in the red leaf variety compared with the green leaf variety. Therefore，the AmMYB1 may play positive roles in regulating betalain biosynthesis in Amaranthus.

Key words:Amaranthus tricolor L.; betalain；AmMYB1 gene；expression analysis