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MYB转录因子普遍存在于高等植物中,在调控植物次生壁代谢过程中起重要作用。荷花(Nelumbo nucifera Gaern)是多年生水生植物,也是我国栽培面积最广、品种资源最丰富的经济作物和观赏植物之一。目前对荷花分子育种研究尚处于起步阶段。本研究从荷花中分离克隆得到一个R2R3型MYB转录因子基因,并在拟南芥中对其功能进行验证,旨在了解该基因在植物木质素合成中的作用,为进一步深入研究MYB转录因子调控植物次生壁发育的分子机理以及荷花的遗传育种改良奠定理论基础。研究结果如下:1.通过BLAST分析从荷花基因组里筛选与拟南芥AtMYB4序列同源性较高的荷花转录因子基因,根据其cDNA全长开放阅读框(open reading frame,ORF)设计特异性引物,以荷花品种’黑龙江红莲’幼叶为材料,通过RT-PCR扩增得到全长ORF,命名为NnMYB4。NnMYB4。基因ORF全长726 bp,编码241个氨基酸,属于R2R3-MYB转录因子G4亚组,与拟南芥AtMYB4、菊花CmMYB1、玉米ZmMYB31进化关系较近。2.组织定量结果表明,NnMYB4基因在荷花根、茎、叶柄、剑叶、幼叶、成熟叶中均有表达,且在幼叶中表达量相对较高,在剑叶中表达量最低。说明在不同器官组织中,NnMYB4的表达存在差异。3.构建pGBKT7-NnMYB4酵母效应表达质粒,将其转入酵母菌株Y2H,先后在单缺培养基SD/-Trp和双缺培养基SD/-His-Ade上筛选培养,结果显示,NnMYB4无转录激活活性。4.构建 pMDC43-GFP-NnMYB4 绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)融合表达载体,农杆菌介导转入洋葱表皮细胞中,激光共聚焦显微镜观察结果显示,NnMYB4蛋白定位于细胞核上。5.构建pMDC43-NnMYB4过表达载体,采用农杆菌介导法通过侵染拟南芥花序将其转化拟南芥(Columbia-0,Col-0),利用潮霉素抗性筛选和RT-PCR鉴定,获得NnMYB4过表达转基因株系35S::NnMYB4-1和35S::NnMYB4-2。与野生型拟南芥wt相比,转NnMYB4拟南芥植株花序茎变矮,花期延迟,茎木质部染色面积较小、染色程度变浅,木质素含量显著降低,说明NnMYB4能抑制植株茎的生长和木质素的合成。过表达NnMYB4分析结果显示,转基因拟南芥At4CL1、AtC3H、AtF5H、AtCOMT1、AtIRX8、AtCesA1、AtCesA7、AtCesA8等木质素、纤维素合成关键酶基因的表达量显著下调,表明NnMYB4对植物次生壁代谢中木质素、纤维素关键酶基因起负调控作用,NnAYB4可能是一个负调控因子。