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烟草是我国一种重要的经济作物，烟碱不仅是烟叶的一个重要品质指标，还是工农业及药物化工领域重要的原材料物质。烟碱的含量受到许多因素的影响，例如遗传、干旱、打项、抹杈、机械损伤、病虫害等，都会不同程度的影响烟碱生物合成。在参与烟碱合成与代谢调控的所有植物激素中，茉莉酸(jasmonic acid，JA)是正调控因子，乙烯(ethylene)是负调控因子。烟草中烟碱合成相关基因的表达绝大多数受到茉莉酸途径的调节，乙烯可以抑制烟草中茉莉酸诱导的烟碱生物合成。
烟草打顶能够促进JA的合成，MYC2转录因子是JA信号介导的烟碱合成过程中的核心转录因子，本实验室也发现响应烟草打顶的两个MYC1转录因子(MYC1a和MYC1b)可以通过直接调控PMT基因的表达从而影响烟碱合成，因此，MYC转录因子在烟碱合成中具有重要的调控作用。那么，MYC转录因子是否参与乙烯对烟碱合成的调控过程呢，目前尚未有文献报道。
本研究围绕MYC转录因子在乙烯调控烟碱合成的作用进行实验，主要结果如下:
1.为探究乙烯对烟碱合成的影响，检测了乙烯对烟株根系中烟碱合成相关基因的表达和烟叶中烟碱的含量，结果显示根系中烟碱合成相关基因(PMT1、PMT2、A662、ADC、ODC、QPT和MPO)表达量均下调，烟叶中烟碱含量明显降低，说明乙烯可以抑制烟碱的生物合成。
2.为探究乙烯对茉莉酸介导烟碱合成途径的调控作用，对MYC转录因子基因启动子序列进行分析，发现其不仅含有JA应答元件还含有ERE乙烯应答作用元件，表明MYC转录因子在受JA调控之外，还会受乙烯信号的调控;对烟株外源施加乙烯利处理，qPCR结果显示JA合成相关基因(DAD1、AOC、AOS和OPR3)、MYC1和MYC2转录因子基因的表达均明显下降，根系茉莉酸含量也明显降低，表明乙烯不仅能减少根系JA的含量，还可以下调MYC转录因子的表达;酵母双杂交结果显示MYC1可以与JAZ1相互作用，说明MYC1转录因子也可以通过与JAZ1蛋白互相作用参与茉莉酸介导的烟碱合成途径。因此，乙烯既可以通过减少茉莉酸的合成进而抑制MYC转录因子的释放，也可以直接下调MYC转录因子的表达，减少烟碱的合成。
3.为探究ERF转录因子对烟碱合成的调控作用，对烟株外源施加乙烯利后，qPCR结果显示ERF32、ERF189和ERF142基因均下调，其中ERF32和ERF189的下调幅度达到2倍以上;PMT2基因启动子序列分析表明其含有ERF转录因子结合的GCCmotif,表明ERF转录因子可能调控PMT2基因的表达;酵母单杂交结果显示ERF32和ERF189转录因子可以与PMT2基因启动子互相作用，说明这两个转录因子可以调控PMT2基因的表达。因此，乙烯可以通过直接调控ERF32和NtERF189等ERF类转录因子的表达，进而影响PMT的表达，减少烟碱的合成。
4.为探究MYC转录因子对ERF189基因的调控作用，对ERF189基因启动子序列进行分析，发现其含有MYC转录因子识别结合的Gbox序列，qPCR结果显示MYC1基因过表达烟株中RF32、ERF142、ERF189基因的表达量增加，表明MYC转录因子可能调控这些ERF基因的表达;酵母单杂交结果显示MYC1转录因子可以与ERF189基因启动子互相作用，说明MYC1转录因子可以调控ERF189基因的表达。因此，MYC转录因子既可以直接调控PMT，也可以通过ERF类转录因子调控PMT的表达，从而影响烟碱合成。
烟草打顶能够促进JA的合成，MYC2转录因子是JA信号介导的烟碱合成过程中的核心转录因子，本实验室也发现响应烟草打顶的两个MYC1转录因子(MYC1a和MYC1b)可以通过直接调控PMT基因的表达从而影响烟碱合成，因此，MYC转录因子在烟碱合成中具有重要的调控作用。那么，MYC转录因子是否参与乙烯对烟碱合成的调控过程呢，目前尚未有文献报道。
本研究围绕MYC转录因子在乙烯调控烟碱合成的作用进行实验，主要结果如下:
1.为探究乙烯对烟碱合成的影响，检测了乙烯对烟株根系中烟碱合成相关基因的表达和烟叶中烟碱的含量，结果显示根系中烟碱合成相关基因(PMT1、PMT2、A662、ADC、ODC、QPT和MPO)表达量均下调，烟叶中烟碱含量明显降低，说明乙烯可以抑制烟碱的生物合成。
2.为探究乙烯对茉莉酸介导烟碱合成途径的调控作用，对MYC转录因子基因启动子序列进行分析，发现其不仅含有JA应答元件还含有ERE乙烯应答作用元件，表明MYC转录因子在受JA调控之外，还会受乙烯信号的调控;对烟株外源施加乙烯利处理，qPCR结果显示JA合成相关基因(DAD1、AOC、AOS和OPR3)、MYC1和MYC2转录因子基因的表达均明显下降，根系茉莉酸含量也明显降低，表明乙烯不仅能减少根系JA的含量，还可以下调MYC转录因子的表达;酵母双杂交结果显示MYC1可以与JAZ1相互作用，说明MYC1转录因子也可以通过与JAZ1蛋白互相作用参与茉莉酸介导的烟碱合成途径。因此，乙烯既可以通过减少茉莉酸的合成进而抑制MYC转录因子的释放，也可以直接下调MYC转录因子的表达，减少烟碱的合成。
3.为探究ERF转录因子对烟碱合成的调控作用，对烟株外源施加乙烯利后，qPCR结果显示ERF32、ERF189和ERF142基因均下调，其中ERF32和ERF189的下调幅度达到2倍以上;PMT2基因启动子序列分析表明其含有ERF转录因子结合的GCCmotif,表明ERF转录因子可能调控PMT2基因的表达;酵母单杂交结果显示ERF32和ERF189转录因子可以与PMT2基因启动子互相作用，说明这两个转录因子可以调控PMT2基因的表达。因此，乙烯可以通过直接调控ERF32和NtERF189等ERF类转录因子的表达，进而影响PMT的表达，减少烟碱的合成。
4.为探究MYC转录因子对ERF189基因的调控作用，对ERF189基因启动子序列进行分析，发现其含有MYC转录因子识别结合的Gbox序列，qPCR结果显示MYC1基因过表达烟株中RF32、ERF142、ERF189基因的表达量增加，表明MYC转录因子可能调控这些ERF基因的表达;酵母单杂交结果显示MYC1转录因子可以与ERF189基因启动子互相作用，说明MYC1转录因子可以调控ERF189基因的表达。因此，MYC转录因子既可以直接调控PMT，也可以通过ERF类转录因子调控PMT的表达，从而影响烟碱合成。