陆地棉bHLH转录因子GhMYC4基因的克隆及功能分析

doi:10.13304/j.nykjdb.2015.729

中国农业科技导报 ›› 2016, Vol. 18 ›› Issue (5): 33-41.DOI: 10.13304/j.nykjdb.2015.729

陆地棉bHLH转录因子GhMYC4基因的克隆及功能分析

高丽华1,刘博欣1，2,李金博3,吴燕民1,唐益雄1*

1.中国农业科学院生物技术研究所, 北京100081; 2.西北大学生命科学学院, 西安 710069;
3.深圳市铁汉生态环境股份有限公司, 深圳 518000

收稿日期:2015-12-16 出版日期:2016-10-15 发布日期:2016-02-25
通讯作者: 唐益雄，研究员，博士，主要从事植物分子生物学、植物基因工程、植物生物反应器等研究。E-mail：tangyixiong@caas.cn
作者简介:高丽华，硕士研究生，研究方向为植物抗旱耐盐基因工程。E-mail:glh19891116@sina.com。
基金资助:
国家转基因生物新品种培育重大专项（2014ZX08005-004）;广东省省级科技计划项目（2015B090904008）资助。

Cloning and Function Analysis of bHLH Transcription Factor Gene GhMYC4 from Gossypium hirsutism L.

GAO Li-hua1, LIU Bo-xin1,2, LI Jin-bo3, WU Yan-min1, TANG Yi-xiong1*

1.Biotechnology Research Insitute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081;
2.College of Life Science,
Northwest University, Xi’an 710069; 3.Shenzhen Techand Ecology and Environment Co., Ltd., Shenzhen 518000, Chin

Received:2015-12-16 Online:2016-10-15 Published:2016-02-25

摘要/Abstract

摘要： 通过电子克隆技术从陆地棉中分离了一个GhMYC4基因（GenBank登录号：KF751654），该基因编码的蛋白属于bHLH类转录因子。生物信息学分析结果显示：该基因完整开放阅读框有1 650 bp，编码549个氨基酸。GhMYC4蛋白的N-端具有MYC蛋白家族特有的bHLH-MYC-N保守结构域，C端具有高度保守的DNA结合域即bHLH结构域。同源比对和系统进化树分析结果显示GhMYC4蛋白与陆地棉bHLH转录因子和可可bHLH转录因子的亲缘关系最近，与其他物种的MYC2家族成员具有很大的相似性。通过Real time-PCR检测该基因的组织表达特异性，结果显示该基因在陆地棉的根部和叶片中高效表达，纤维中微量表达。在拟南芥原生质体中进行该基因的瞬时表达，证实了GhMYC4蛋白定位于细胞核。转GhMYC4的拟南芥受到高盐和干旱胁迫后相比于对照在表型上表现出很好的抗旱耐盐性能，其叶片相对含水量、可溶性糖含量及脯氨酸含量显著高于对照，MDA含量显著低于对照。该结果为培育抗旱耐盐棉花新品种提供了新的基因来源。

关键词: 陆地棉, bHLH转录因子, MYC蛋白, 亚细胞定位, 组织表达特异性, 抗旱耐盐

Abstract: In this study, a full-length cDNA sequence (GenBank No：KF751654）encoding a bHLH transcription factor GhMYC4 was isolated from Gossypium hirsutism L. via silico cloning. Results of bioinformatic analysis showed that the cDNA sequence contained a complete open reading frame of 1 650 bp, encoding a protein of 549 amino acids. The N-terminal of GhMYC4 protein contained a typical conserved bHLH-MYC-N domain of MYC protein, and its C-terminal contained a typical DNA binding domain bHLH. Results of homologous sequence alignment analysis and phylogenetic tree analysis showed that GhMYC4 protein was most closely related to Gossypium hirsutism L. bHLH and Theobroma cacao bHLH. It had a great similarity with MYC2 family members of other speices. The tissue expression pattern analysis using RT-PCR and Q-PCR showed that GhMYC4 was highly expressed in the root and leaf of cotton, but only faintly expressed in the fiber tissue. Subcellular localization analysis of the transient expression of this gene in Arabidopsis thaliana protoplasts confirmed that the GhMYC4 protein was located in the nucleus. Under the experiments of drought and salt stresses, overexpression of GhMYC4 in Arabidopsis showed a good drought resistance and salt tolerance compared to the control. The contents of relative moisture, soluble sugar and proline in the transgentic arabidopsis thaliana were all significantly higher than those in the control, and the MDA content was significantly lower than that of the control group. The results of this study provided a new gene source for the cultivation of new drought resistant and salt tolerant cotton varieties.

Key words: Gossypium hirsutism L., bHLH transcription factor, MYC protein, subcellular localization, tissue-specific expression, drought resistant and salt tolerant

高丽华1,刘博欣1，2,李金博3,吴燕民1,唐益雄1*. 陆地棉bHLH转录因子GhMYC4基因的克隆及功能分析[J]. 中国农业科技导报, 2016, 18(5): 33-41.

GAO Li-hua1, LIU Bo-xin1,2, LI Jin-bo3, WU Yan-min1, TANG Yi-xiong1*. Cloning and Function Analysis of bHLH Transcription Factor Gene GhMYC4 from Gossypium hirsutism L.[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2016, 18(5): 33-41.

[1]	杨志宁, 陆许可, 范亚朋, 孙玉平, 喻欣, 王亮, 高永健, 古丽加依那什·哈不力, 古丽沙西·拿斯依, 吾木尔·阿不都, 黄慧, 张梦豪, 王立东, 陈筱, 肖磊, 张鑫蕊, 王帅, 陈修贵, 王俊娟, 郭丽雪, 高文伟, 叶武威. 棉花GhDMT7基因对5-氮杂胞嘧啶核苷的响应机制[J]. 中国农业科技导报, 2025, 27(8): 28-35.
[2]	刘鹏飞, 陆小双, 迪力木拉提·热合曼, 唐努尔·斯拉依, 曲延英, 陈全家, 邓晓娟. 陆地棉棉籽主要品质性状与农艺性状的遗传变异分析[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(8): 22-32.
[3]	陈丽婷, 阎媛媛. 陆地棉开花整合子调控机制解析[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(6): 11-21.
[4]	张曼, 王志城, 刘正文, 王国宁, 王省芬, 张艳. 陆地棉BGLU基因家族成员的全基因组鉴定与表达分析[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(2): 48-59.
[5]	李美丽, 宿俊吉, 杨永林, 秦江鸿, 李鲜鲜, 杨德龙, 马麒, 王彩香. 陆地棉COI家族基因鉴定及在干旱和盐胁迫下的表达分析[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(4): 63-74.
[6]	默韶京, 王志城, 王省芬, 刘正文, 吴立强, 张桂寅, 马峙英, 张艳, 段会军. 陆地棉GELP家族基因鉴定及其响应胁迫的表达分析[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(2): 93-103.
[7]	郑巨云, 桑志伟, 王俊铎, 龚照龙, 梁亚军, 张泽良, 郭江平, 莫明, 李雪源. 棉花品种抗旱性相关指标分析与综合评价[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(10): 23-34.
[8]	王琴琴, 陈修贵, 陆许可, 王帅, 张悦新, 范亚朋, 陈全家, 叶武威. 陆地棉GhPKE1的生物信息学分析及功能验证[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(1): 38-45.
[9]	李生梅, 杨涛, 黄雅婕, 任丹, 耿世伟, 李典鹏, 芮存, 高文伟. 海陆回交群体主要农艺性状与纤维品质关系的探讨[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(8): 16-24.
[10]	陈斌, 石荣康, 王志城, 刘松, 李青, 刘正文, 孙正文, 王国宁, 吴金华, 马峙英, 张艳, 王省芬. 陆地棉核心种质抗黄萎病鉴定与优异种质筛选[J]. 中国农业科技导报, 2021, 23(10): 45-51.
[11]	王俊铎1,曾辉2,龚照龙1,梁亚军1,艾先涛1,郭江平1,莫明1,李雪源1,郑巨云1*. 陆地棉品种资源耐复合盐碱性综合评价分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(10): 1-11.
[12]	杨笑敏,芮存,张悦新,王德龙,王俊娟,陆许可,陈修贵,郭丽雪,王帅,陈超,叶武威*. 棉花DNA甲基转移酶GhDMT9抗逆性分析[J]. 中国农业科技导报, 2019, 21(10): 12-19.
[13]	王昭玉1,吕婷婷1,李爱芹2,王頔1,张子玉1,闫瑞娴1,. 陆地棉钾吸收相关基因GhHAK1的克隆与功能分析[J]. 中国农业科技导报, 2017, 19(10): 21-27.
[14]	雷志1,阴翠翠2,李永亮3,孙占敏1,吴燕民1*. 铃铛刺抗逆转录因子基因HhDREB2的克隆及分析[J]. , 2014, 16(4): 71-78.
[15]	孙娜1,王劲2,左开井1*. 陆地棉GhbHLH4基因的克隆与功能分析[J]. , 2014, 16(3): 29-35.

陆地棉bHLH转录因子GhMYC4基因的克隆及功能分析

Cloning and Function Analysis of bHLH Transcription Factor Gene GhMYC4 from Gossypium hirsutism L.

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