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观赏海棠(Crabapple)是蔷薇科(Rosaceae)苹果属(Malus Mill.)植物中兼具观赏价值和经济价值的重要资源。MYB10转录因子对高等植物的色泽发育起着至关重要的作用。在黑暗条件下,MYB10能够被E3泛素连接酶COP1特异降解。为探讨MYB转录因子和COP1蛋白在转录水平上的相互关系,本研究拟以观赏海棠常色紫叶类品种‘王族’(M.spp.‘Royalty’)和‘火焰’(M.spp.‘Flame’)的5个不同发育时期的叶片为材料,研究观赏海棠叶片中McMYB10与McCOP1s基因之间的相互关系及其调控花色素苷生物合成的分子机制。1.通过HPLC检测‘王族’和‘火焰’叶片组织5个不同发育时期中类黄酮物质的含量。结果表明,‘王族’叶片随着发育花色素苷含量逐渐增多;‘火焰’叶片组织5个发育时期中均不含花色素苷。黄酮醇与扁蓄苷含量随着叶片的发育在‘王族’中逐渐减少,在‘火焰’中含量较少。2.通过qRT-PCR,检测‘王族’与‘火焰’叶片不同发育时期中McMYB10和McCOP1基因的表达水平,分析这两个基因在叶片发育时期中的表达对应关系。结果表明,McMYB10和McCOP1基因的表达水平呈正相关,且与花色素苷的含量呈正相关。3.通过持续光照处理,发现光照促进观赏海棠叶片中McMYB10的表达,进而促进了花色素苷的积累,同时McCOP1s的表达量也增加。进一步通过在光周期内检测‘王族’叶片组织中McMYB10基因与McCOP1的表达水平,结果表明,McCOP1s基因在白天的表达量高于其夜晚的表达量,同时相关性分析结果表明McMYB10的转录水平与McCOP1-1,McCOP1-2的转录水平及花色素苷含量呈正相关。4.为了检测McCOP1基因启动子与McMYB10基因之间的关系,通过PLANTCARE(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)数据库对McCOP1s启动子上的顺式作用元件进行分析。结果发现,McCOP1基因启动子上存在两个MYBCORE结合元件,进一步确定,其属于MYB转录因子的特定序列。通过酵母单杂交的方法,表明McMYB10转录因子可以特异结合在McCOP1-1和McCOP1-2基因的启动子上。进一步通过EMSA试验,表明McMYB10蛋白可以直接结合在McCOP1-1和McCOP1-2基因启动子上的MYB识别位点。5.通过将McMYB10与McCOP1基因分别转化观赏海棠叶片与苹果果实,结果表明,瞬时过表达McMYB10后,绿色海棠品种的叶片中花色素苷的含量大量积累,同时McCOP1s的表达水平增加;相反,瞬时沉默MYB10后,花色素苷含量降低,同时McCOP1s的表达水平降低。McCOP1s的遗传转化结果与MYB10相同。综上所述,观赏海棠叶片中,光可以诱导McMYB10基因的表达,McMYB10可以通过与McCOP1的启动子结合而诱导McCOP1s基因的表达;然而在黑暗条件下,McCOP1s可以通过泛素化降解McMYB10蛋白,避免了McMYB10蛋白的过量积累。