PAP2(Production of anthocyanin pigment 2)编码MYB转录因子,与bHLH、WD40形成MYB-bHLH-WD40复合体来调控花青素合成。本研究从埃塞俄比亚芥和黑芥中分别克隆出2个和1个PAP2基因拷贝,分别命名为BcaB.PAP2、BcaC.PAP2、BniB.PAP2,这三个基因均由3个外显子和2个内含子组成,均编码247个氨基酸。基于本研究克隆的PAP2基因序列和已报道的其他芸薹属PAP2基因序列,设计了3对能分别检测A、B、C基因组PAP2基因的引物,通过等位特异PCR可以区分芸薹属禹氏三角中的6个物种PAP2的基因组来源。选取芥菜型油菜B基因组的BjuB.PAP2基因构建过表达载体,转化拟南芥,其叶片变紫,表明PAP2基因正调控花青素合成。遮光处理10天后紫叶埃塞俄比亚芥的叶片紫色变淡,花青素含量下降了41.22%。荧光定量PCR和转录组研究表明,遮光处理植株叶片中BcaB.PAP2和BcaC.PAP2表达量均下降,花青素合成的结构基因查尔酮合成酶基因(CHS)、查尔酮异构酶基因(CHI)、黄烷酮3-羟化酶基因(F3H)、二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)、花青素合成酶基因(ANS)、类黄酮3-葡糖基转移酶基因(UFGT)等基因的表达量也下降。本研究完成了对芸薹属植物中埃塞俄比亚芥和黑芥PAP2基因的克隆,并对其进行进化分析。根据本实验中克隆及其他已报道的PAP2基因序列设计等位基因特异性PCR引物,为芸薹属种间杂交后代PAP2基因的基因组传递鉴定提供了分子标记。通过BjuB.PAP2基因转拟南芥植株结果表明PAP2基因参与花青素的积累。紫叶埃塞俄比亚芥经遮光处理后,发现BcaPAP2基因及花青素合成结构基因的表达受光照的诱导。本研究在芸薹属中克隆PAP2基因,并初步验证PAP2的功能,为进一步解析芸薹属植物花青素合成的调控机制提供参考。
