论文标题： Genome-Wide Identification of the MYB Gene Family in Bougainvillea and Silencing-Based Evidence for the Involvement of BbMYB6 and BbMYB69 in Yellow and Red Bract Coloration

论文链接：https://doi.org/10.3390/horticulturae12060679

期刊名： Horticulturae

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/horticulturae

导读

三角梅（Bougainvillea spp.）是热带亚热带地区重要的观赏植物，其色彩斑斓的苞片是其主要观赏部位。然而，三角梅苞片颜色形成的分子调控机制一直未被系统阐明。MYB转录因子在植物色素合成中发挥关键的调控作用，但三角梅MYB基因家族的全貌及其在苞片着色中的功能尚不清楚。

近日，海南大学热带农林学院周扬副教授团队在Horticulturae期刊发表了题为“Genome-Wide Identification of the MYB Gene Family in Bougainvillea and Silencing-Based Evidence for the Involvement of BbMYB6 and BbMYB69 in Yellow and Red Bract Coloration”的研究论文。该研究首次从三角梅基因组中系统鉴定出163个MYB转录因子，并通过转录组分析、系统发育分析和病毒诱导的基因沉默（VIGS）实验，揭示了BbMYB6和BbMYB69分别正向调控黄色和红色苞片着色的分子机制。这一发现为三角梅花色分子育种提供了重要的基因资源和理论依据。

研究过程与结果

研究团队利用已发布的三角梅基因组数据，结合HMMER搜索和BLASTP比对，成功鉴定出163个BbMYB基因，对其进化关系、蛋白保守基序、基因结构和启动子顺式作用元件进行系统分析。为锁定与苞片颜色直接相关的候选MYB基因，研究人员利用转录组数据，比较了白色苞片与黄色苞片、白色苞片与红色苞片的差异表达谱。分析显示，黄色苞片中BbMYB6、BbMYB8和BbMYB10显著上调，红色苞片中BbMYB69、BbMYB89和BbMYB148显著上调，RTqPCR验证结果与转录组一致。其中BbMYB6和BbMYB69分别是黄色和红色相关候选基因中表达水平最高的成员，因此被优先选择进行功能验证。通过病毒诱导的基因沉默实验，研究者在黄色苞片品种‘Golden Glow’中沉默BbMYB6后，苞片出现明显褪色，类黄酮含量显著下降；在红色苞片品种‘Chitra’中沉默BbMYB69后，苞片红色明显变淡，甜菜红素含量显著降低。RTqPCR检测显示两个基因的表达量分别被抑制了97.77%和99.65%，表型与生化数据高度一致。这些结果首次从遗传学角度证明，BbMYB6通过正向调控类黄酮积累参与黄色苞片着色，而BbMYB69则通过正向调控甜菜红素积累参与红色苞片着色。

图1利用RNA-seq分析三角梅黄色苞片中BbMYB基因的表达

(A) 本研究使用的三角梅黄色苞片；(B) 黄色和白色苞片中BbMYB基因表达的热图，红色和蓝色分别代表高和低的基因表达水平；(C) (B)中BbMYB基因表达的K-means分析。Bou_W：白色三角梅品种Bougainvillea spectabilis White Stripe；Bou_Y：黄色三角梅品种Bougainvillea × buttiana Golden Glow。比例尺 = 2 cm。

图2利用RNA-seq分析三角梅红色苞片中BbMYB基因的表达

(A) 本研究使用的三角梅红色苞片；(B) 红色和白色苞片中BbMYB基因表达的热图，红色和蓝色分别代表高和低的基因表达水平；(C) (B)中BbMYB基因表达的K-means分析。

Bou_W：白色三角梅品种Bougainvillea spectabilis White Stripe；Bou_R：红色三角梅品种Bougainvillea × buttiana ‘Chitra’。比例尺=2 cm。

图3病毒诱导基因沉默（VIGS）后BbMYB6和BbMYB69的功能分析：

(A) 沉默组与对照组（空载体）黄色苞片中BbMYB6的相对表达分析；(B) BbMYB6沉默后黄色苞片的表型变化；(C) BbMYB6沉默后黄色苞片的类黄酮含量；(D) 沉默组与对照组红色苞片中BbMYB69的相对表达分析；(E) BbMYB69沉默后红色苞片的表型变化；(F) BbMYB69沉默后红色苞片中的甜菜红素含量。数据以平均值±标准差表示。星号（***）表示在p < 0.001水平上具有显著差异。

研究总结

该研究不仅系统揭示了三角梅MYB基因家族的组成、结构和进化特征，还通过功能实验鉴定了两个苞片颜色关键调控因子，为理解石竹目植物中类黄酮与甜菜红素两种色素途径的协调调控提供了新视角。同时，建立的VIGS体系也为三角梅其他基因的快速功能研究提供了便捷工具。未来，研究人员计划进一步探索BbMYB6和BbMYB69的下游靶基因，并利用多基因沉默或CRISPR/Cas9技术解析其他候选基因的潜在冗余或叠加效应，为三角梅精准花色育种奠定更坚实的基础。

Horticulturae 期刊介绍

主编：Luigi De Bellis, Università del Salento, Italy

期刊重点关注温带到热带园艺的所有领域及相关学科，主题包括果树、蔬菜、花卉、苗圃和风景以及草药和香料作物等，研究涉及整个园艺供应链。