紫花苜蓿MsMYB86基因克隆及其对非生物胁迫的响应分析

doi:10.11686/cyxb2024416

草业学报 ›› 2025, Vol. 34 ›› Issue (9): 162-172.DOI: 10.11686/cyxb2024416

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紫花苜蓿MsMYB86基因克隆及其对非生物胁迫的响应分析

鲜燃¹(), 邓雨¹, 付秋月¹, 蒋晶霞¹, 陶佳丽¹^,², 许涛¹(), 朱慧森¹(), 岑慧芳¹

^1.山西农业大学草业学院，山西太谷 030801
^2.山西工程技术学院矿业工程系，山西阳泉 045000

收稿日期:2024-10-24 修回日期:2024-12-25 出版日期:2025-09-20 发布日期:2025-07-02
通讯作者: 许涛,朱慧森
作者简介:xutao@sxau.edu.cn
E-mail： zhuhuisen@126.com
鲜燃（2000-），女，四川广元人，在读硕士。E-mail： xr667320@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(32071872);山西省中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2022B006);山西重点研发计划课题(202102140601006-3);山西省基础研究计划(202303021221101);山西省来晋科研奖励(SXBYKY2022118);优秀博士启动项目(2021BQ01);优秀博士启动项目(2023BQ03)

Cloning of alfalfa MsMYB86 and analysis of its transcriptional response to abiotic stress

Ran XIAN¹(), Yu DENG¹, Qiu-yue FU¹, Jing-xia JIANG¹, Jia-li TAO¹^,², Tao XU¹(), Hui-sen ZHU¹(), Hui-fang CEN¹

^1.College of Grassland Science，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China
^2.Department of Mining Engineering，Shanxi Institute of Technology，Yangquan 045000，China

Received:2024-10-24 Revised:2024-12-25 Online:2025-09-20 Published:2025-07-02
Contact: Tao XU,Hui-sen ZHU

摘要/Abstract

摘要：

紫花苜蓿作为营养价值高、适应性强的优质饲草，在草业生产中占据重要地位。MYB家族是植物中最大的转录因子家族之一，在植物生长发育、次生代谢以及对生物和非生物胁迫的响应中发挥关键作用。本试验以紫花苜蓿为研究对象，通过对MsMYB86基因进行克隆，利用ExPASy、Prabi以及SMART等在线网站和软件对MsMYB86基因编码蛋白的序列特性进行分析，包括相对分子质量、蛋白二级结构预测以及识别蛋白结合域等。采用RT-qPCR技术对MsMYB86基因的组织表达特异性及对不同非生物胁迫的响应情况进行分析。结果显示：MsMYB86基因全长为1104 bp，编码367个氨基酸。该蛋白质的相对分子质量为41.27 kDa，理论等电点（pI）为7.10，脂肪指数高达65.61，显示出明显的亲水性。MsMYB86蛋白质包含两个高度保守的SANT-MYB结构域，且主要定位于细胞核内。MsMYB86基因表达存在组织特异性，且在老茎中的表达水平显著高于其他组织。干旱、盐胁迫以及脱落酸处理下MsMYB86基因均表现出显著的响应性，推测其可能在调控紫花苜蓿对非生物胁迫的响应中发挥作用。研究结果可为阐释MsMYB86基因调控紫花苜蓿非生物胁迫响应机制提供理论基础。

关键词: 紫花苜蓿, MsMYB86, 非生物胁迫, 表达模式

Abstract:

Alfalfa （Medicago sativa） occupies a prominent position in forage production as a high-quality forage with excellent nutritional value and wide adaptability. The MYB family is one of the largest families of transcription factors in plants， and its members play crucial roles in plant growth and development， secondary metabolism， and responses to biotic and abiotic stresses. In this study， MsMYB86 was cloned from alfalfa and its putative encoded protein was analyzed using online websites and software such as ExPASy， Prabi， and SMART. These analyses predicted the relative molecular mass， protein secondary structure， and protein-binding domains of the putative MYB86 protein. Tissue-specific transcript profiles of MsMYB86 and its transcriptional response to different abiotic stresses were analyzed by real-time quantitative polymerase chain reaction （RT-qPCR）. The results showed that the full-length MsMYB86 coding sequence was 1104 bp long， encoding a polypeptide of 367 amino acids. The protein was predicted to have a relative molecular mass of 41.27 kDa， an isoelectric point of 7.10， and a high lipid index of 65.61， indicating that it is a hydrophilic protein. The MsMYB86 protein was predicted to contain two highly conserved SANT-MYB structural domains and to localize in the nucleus. We detected tissue-specific transcript profiles of MsMYB86， and its transcript levels were significantly higher in mature stems than in other tissues. Transcription of the MsMYB86 gene was responsive to drought， salt stress， and abscisic acid treatment， suggesting that it plays a role in the alfalfa response to abiotic stresses. The results of this study provide a theoretical basis for further studies on the role of MsMYB86 in regulating the abiotic stress response of alfalfa.

Key words: alfalfa, MsMYB86, abiotic stress, expression pattern

鲜燃, 邓雨, 付秋月, 蒋晶霞, 陶佳丽, 许涛, 朱慧森, 岑慧芳. 紫花苜蓿MsMYB86基因克隆及其对非生物胁迫的响应分析[J]. 草业学报, 2025, 34(9): 162-172.

Ran XIAN, Yu DENG, Qiu-yue FU, Jing-xia JIANG, Jia-li TAO, Tao XU, Hui-sen ZHU, Hui-fang CEN. Cloning of alfalfa MsMYB86 and analysis of its transcriptional response to abiotic stress[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2025, 34(9): 162-172.

图/表 9

表1 引物列表

Table 1 Primers list

名称Name	上游引物序列Primer-forward sequence （5′-3′）	下游引物序列Primer-reverse sequence （5′-3′）
MsMYB86	ATGGGAAGACATTCTTGCTGCT	CTACATAGTTTGTCCAAAAGCCAC
q-MsMYB86	GCAGCACAATTACCAGGAAGAACAG	CAGAGAGTGGTTTGTGAGTGTTTGG
Actin	CAAAAGATGGCAGATGCTGAGGAT	CATGACACCAGTATGACGAGGTCG

图1 MsMYB86基因扩增电泳结果M为DL 2000 DNA分子量标准，泳道1~4为紫花苜蓿MsMYB86基因克隆。M is DL 2000 DNA maker and lane 1 to 4 are the alfalfa MsMYB86 gene clones.

Fig.1 Electrophoresis results of MsMYB86 gene amplification

图2 紫花苜蓿MsMYB86 CDS全长及编码氨基酸序列

Fig.2 Alfalfa MsMYB86 CDS full length and coding amino acid sequence

图3 紫花苜蓿MsMYB86蛋白结构域位置预测（A）、MsMYB86蛋白磷酸化位点（B）、MsMYB86蛋白亲水性/疏水性（C）、MsMYB86蛋白糖基化位点（D）SANT区域（SWI3， ADA2， N-CoR， TFIIIB）是MYB家族蛋白的特征性DNA结构域。The SANT regions （SWI3， ADA2， N-CoR， TFIIIB） are characteristic DNA structural domains of MYB family proteins.

Fig.3 Prediction of structural domain positions of alfalfa MsMYB86 protein （A）， MsMYB86 protein phosphorylation site （B）， MsMYB86 protein hydrophilicity/hydrophobicity （C）， MsMYB86 protein glycosylation site （D）

图4 亚细胞定位预测（A）和密码子偏好性分析（B）A为亚细胞定位预测细胞内定位示意图，预测定位结果（真核生物域）：细胞核（GOID：GO：0005634），预测置信度为47%。A shows a schematic diagram of subcellular localisation predicting intracellular localisation with predicted localisation result （eukaryotic domain）： nucleus （GOID： GO：0005634） with a predicted confidence of 47%.

Fig.4 Subcellular localisation prediction （A） and codon preference analysis （B）

图5 不同物种MsMYB86蛋白的同源序列对比Ms：紫花苜蓿中苜1号M. sativa Zhongmu No.1； Msa：紫花苜蓿中苜4号M. sativa Zhongmu No.4； At：拟南芥A. thaliana； Mt：蒺藜苜蓿M. truncatula； Gm：大豆G. max； La：狭叶羽扇豆L. angustifolius； Pp：桃树P. persica； Pm：梅树P. mume； Tc：可可树T. cacao； Zj：枣树Z. jujuba； Si：芝麻S. indicum； Hl：啤酒花H. lupulus； Cs：大麻C. sativa； Ca：榛子C. avellana； Os：水稻O. sativa； Nt：烟草N. tabacum； Ns：林烟草N. sylvestris； Na：渐狭叶烟草N. attenuata. 下同The same below. 红色方框标注为不同物种氨基酸序列高度保守区。Highly conserved regions of amino acid sequences of different species of MYB86 are marked by red boxes.

Fig.5 Homologous sequence comparison of MsMYB86 protein in different species

图6 不同物种MYB86氨基酸序列系统进化树

Fig.6 Phylogenetic tree of MYB86 amino acid sequences of different species

图7 紫花苜蓿MsMYB86氨基酸二级结构预测（A），蛋白互作网络分析（B），紫花苜蓿MsMYB86蛋白三级结构（C）以及大豆MYB/HD-like 转录因子蛋白三级结构（D）

Fig.7 Prediction of amino acid secondary structure of alfalfa MsMYB86 （A）， protein interaction network analysis （B）， tertiary structure of alfalfa MsMYB86 protein （C） and tertiary structure of soybean MYB/HD-like transcription factor protein（D）

图8 MsMYB86基因植物组织特异性及在非生物胁迫下的表达模式A为MsMYB86基因植物组织特异性相对表达量，r为根，os为老茎，ys为幼茎，l为叶，f为花；B为模拟干旱胁迫（20% PEG 6000）处理下MsMYB86基因的相对表达量；C为盐胁迫（NaCl， 250 mmoL·L-1）处理下MsMYB86基因的相对表达量；D为脱落酸（ABA， 80 μmoL·L-1）处理下MsMYB86基因的相对表达量。不同小写字母代表在P<0.05水平下差异显著。A is the plant tissue-specific relative expression of MsMYB86 gene， r is root， os is old stem， ys is young stem， l is leaf， f is flower； B is the relative expression of MsMYB86 gene under simulated drought stress （20% PEG 6000） treatment； C is the relative expression of MsMYB86 gene under salt stress （NaCl， 250 mmoL·L-1） treatment； D is the relative expression of MsMYB86 gene under abscisic acid （ABA， 80 μmoL·L-1） treatment. Different lowercase letters represent significant differences at 0.05 level.

Fig.8 Plant organs specificity and expression pattern of MsMYB86 gene under abiotic stresses

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紫花苜蓿MsMYB86基因克隆及其对非生物胁迫的响应分析

Cloning of alfalfa MsMYB86 and analysis of its transcriptional response to abiotic stress

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