サツマイモ内ベクターシステムの潜在的な可視マーカーとしてのサツマイモIbmyb1遺伝子

MYB転写因子は、アントシアニンを含む多くの二次代謝産物の転写調節に重要な役割を果たします。紫色のサツマイモ（Ipomoea batatas L. cv sinzami）のR2R3-MYBタイプIBMYB1補完DNAをクローン化し、IbMyB1 AおよびIBMYB1遺伝子の発現パターンを調査しました。逆転写 - ポリメラーゼ連鎖反応。IBMYB1の転写産物は、主に紫色の柔軟な貯蔵根で発現し、アントシアニン色素を蓄積する葉組織でも検出可能でした。さらに、IBMYB1遺伝子の転写レベルは、CVの葉および根組織におけるメチルジャスモン酸またはサリチル酸による治療により上方制御されました。白い星。サツマイモにジェニック内ベクターシステムをセットアップするために、最初にIBMYB1遺伝子の可視性選択マーカーとしての利用を評価しました。IBMYB1Aは、構成的カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター、根特異的誘導性スポラミンプロモーター、および酸化ストレス誘導性のサツマイモアニオン性ペルオキシダーゼ2プロモーターである、構成的カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターの制御下で一時的に発現しました。また、IbMyb1aの過剰発現は、タバコの葉に大量のアントシアニン色素沈着を誘発し、アントシアニン生合成経路における構造遺伝子の転写レベルを上方制御することを示しました。さらに、高性能液体クロマトグラフィー分析により、IbMyb1aの発現がタバコの葉におけるアントシアニジンの主要なコア分子としてのシアニジンの産生をもたらしたことが明らかになりました。これらの結果は、IBMYB1遺伝子が、遺伝子内ベクトルを備えたサツマイモ変換の目に見えるマーカー、および他の植物種の重要な栄養価としてのアントシアニンの生産に適用できることを示唆しています。

MYB transcription factors play important roles in transcriptional regulation of many secondary metabolites including anthocyanins. We cloned the R2R3-MYB type IbMYB1 complementary DNAs from the purple-fleshed sweet potato (Ipomoea batatas L. cv Sinzami) and investigated the expression patterns of IbMYB1 gene with IbMYB1a and IbMYB1b splice variants in leaf and root tissues of various sweet potato cultivars by reverse transcription-polymerase chain reaction. The transcripts of IbMYB1 were predominantly expressed in the purple-fleshed storage roots and they were also detectable in the leaf tissues accumulating anthocyanin pigments. In addition, transcript levels of IbMYB1 gene were up-regulated by treatment with methyl jasmonate or salicylic acid in leaf and root tissues of cv. White Star. To set up the intragenic vector system in sweet potato, we first evaluated the utilization of the IbMYB1 gene as a visible selectable marker. The IbMYB1a was transiently expressed in tobacco leaves under the control of a constitutive cauliflower mosaic virus 35S promoter, a root-specific and sucrose-inducible sporamin promoter, and an oxidative stress-inducible sweet potato anionic peroxidase2 promoter. We also showed that overexpression of IbMYB1a induced massive anthocyanin pigmentation in tobacco leaves and up-regulated the transcript levels of the structural genes in anthocyanin biosynthetic pathway. Furthermore, high-performance liquid chromatography analysis revealed that the expression of IbMYB1a led to production of cyanidin as a major core molecule of anthocyanidins in tobacco leaves. These results suggest that the IbMYB1 gene can be applicable to a visible marker for sweet potato transformation with intragenic vectors, as well as the production of anthocyanin as important nutritive value in other plant species.