刺葡萄(Vitis davidii)是原产于我国的主要野生葡萄之一,其果实含有丰富的花色苷等多酚类化合物,常用于酿酒和制汁,具有广阔的市场前景。花色苷是一类水溶性的类黄酮物质,广泛分布于植物叶片、果实、花等器官中。葡萄果皮中花色苷的含量和种类差异导致了果实的颜色变化。MYB转录因子家族在花色苷合成中发挥重要的调控作用,对其进行研究,可以更加深入了解花色苷的合成调控机制。课题组前期通过刺葡萄转录组数据分析发现一个与果实花色苷合成相关的候选MYB基因,命名为Vd MYB14。为了进一步探究VdMYB14在刺葡萄果实花色苷合成中的调控作用,本研究以湖南会同黑果刺葡萄为试材,开展了如下研究:分析6个不同果实发育阶段果皮中花色苷含量变化及Vd MYB14基因的表达模式;克隆VdMYB14基因CDS序列,并利用预测氨基酸序列进行蛋白理化性质、系统发育分析及亚细胞定位分析,初步预测其功能;将VdMYB14基因在烟草中进行异源表达,验证其在花色苷合成中的调控作用。主要研究结果如下:1.果实转色期(花后80 d)之前,果皮中只有少量花色苷积累,转色以后花色苷开始大量积累,至成熟期(花后120 d)果皮中花色苷含量为2.34 mg/g FW。而VdMYB14基因在果实转色期之前表达量较高,从果实转色期至成熟期,基因表达量持续下降。在果实发育过程中,VdMYB14基因的表达模式与果皮中花色苷积累的趋势相反,推测VdMYB14可能在葡萄果实发育早期抑制花色苷的积累。2.Vd MYB14基因的CDS区全长804 bp,共编码267个氨基酸,在第3-153个氨基酸区域具有R2和R3两个MYB特征结构域。该基因编码的蛋白质相对分子量为29958.61 Da,等电点6.51。利用烟草瞬时表达定位Vd MYB14蛋白在细胞中的位置,发现VdMYB14融合蛋白的荧光信号主要分布在细胞核中,表明其主要在细胞核中发挥转录调控作用。系统发育分析表明,VdMYB14蛋白被聚类在负调控类MYB转录因子分支中,并且与苹果MdMYB111的同源性较高,推测其具有负调控花色苷合成的作用。3.异源表达VdMYB14基因后,转基因烟草花冠中花色苷含量显著低于野生型,但原花青素含量高于野生型。VdMYB14基因能够下调花色苷合成途径中UFGT基因的表达量,上调原花色素途径中LAR和ANR基因的表达量,导致类黄酮途径的中间产物由花色苷途径向原花青素途径通量转移,从而使转基因烟草花中花色苷合成受到抑制,影响花冠正常着色。结果表明VdMYB14能够有效抑制花色苷的合成,具体调控机制仍需开展进一步研究进行阐释。