Myb-KO 基因敲除小鼠

MYB基因是一类编码含有保守MYB DNA结合结构域的蛋白质的基因家族。与动物不同，植物中存在一类特定的MYB蛋白亚家族，其特征在于具有R2R3型MYB结构域。这些“经典”的MYB因子，与c-Myb相关，似乎参与调控动物、植物和其他高等真核生物中的细胞周期。通过系统筛选MYB基因的敲除突变，随后进行表型分析和解析具有有趣表型的突变体，人们开始揭示拟南芥中125个R2R3-MYB基因的功能。R2R3型MYB基因控制植物次生代谢的许多方面，以及植物细胞的身份和命运[1]。

R2R3-MYB转录因子是植物中最大的基因家族之一，参与调控植物发育、激素信号转导、生物和非生物胁迫。烟草是研究R2R3-MYB基因家族及其在非生物胁迫和衰老下表达模式的重要模式植物。在烟草（Nicotiana tabacum L.）基因组中，共鉴定出174个R2R3-MYB基因，并根据系统发育分析分为24个亚组。NtR2R3-MYB基因的结构（外显子/内含子）和蛋白质基序在基因家族内部，尤其是在同一亚组内成员中，特别保守。NtR2R3-MYB基因分布在24个烟草染色体上。基因复制事件的分析获得了3对串联复制基因和62对片段复制基因，表明片段复制是烟草中R2R3-MYB基因家族扩展的主要模式。NtR2R3-MYB启动子的顺式调控元件参与细胞发育、植物激素、环境胁迫和光响应。表达谱分析显示，NtR2R3-MYB基因在不同成熟度的烟草叶片中广泛表达，然而，不同成员的表达模式表现出多样性。15个NtR2R3-MYBs的qRT-PCR分析证实，它们在不同非生物胁迫（冷、盐和干旱）下差异表达，值得注意的是，NtMYB46在三种处理中显著上调。总之，本研究对烟草中R2R3-MYB基因家族进行了全基因组鉴定、进化和表达分析。我们的研究结果为在烟草中进一步研究NtR2R3-MYB基因的生物学功能奠定了坚实的基础[2]。

作为重要的非谷物作物，马铃薯（Solanum tuberosum L.）的生长和产量在栽培过程中经常受到不利外部环境的影响。MYB家族是最大且最重要的基因家族之一，参与调控植物生长和发育以及对非生物胁迫的响应。在马铃薯中，已鉴定出几种调节花青素合成和参与非生物胁迫响应的MYB基因。为了鉴定所有参与激素或胁迫响应的StMYB基因，以潜在地调节马铃薯的生长和发育，我们以全基因组水平鉴定了马铃薯的MYB基因家族。在这项工作中，在马铃薯基因组中发现了158个StMYB基因。根据MYB结构域的氨基酸序列和基因结构，StMYB基因被分为R2R3-MYB和R1R2R3-MYB家族，R2R3-MYB家族被分为20个亚组（SGs）。通过定量实时PCR（qRT-PCR）确定了来自不同SGs的21个StMYB基因在根、茎、叶、花、芽、匍匐茎、幼块茎和成熟块茎中的表达。还测量了马铃薯在脱落酸（ABA）、吲哚-3-乙酸（IAA）、赤霉素酸3（GA3）、NaCl、甘露醇和热处理下的StMYB基因的表达模式。我们鉴定了几个调节马铃薯类黄酮合成或参与激素或胁迫响应的潜在候选基因。这项工作为马铃薯中MYB家族提供了全面的了解，并为未来研究StMYB基因在马铃薯生长和发育中的潜在功能奠定了基础[3]。

MYB和bHLH基因家族为植物中基因复制和分化如何与植物形态和代谢多样性相关提供了很好的例子，如果不说是由这种多样性驱动的。这些基因家族在高等植物中显著扩张；例如，在拟南芥中大约有339个MYB基因和162个bHLH基因，在水稻中分别大约有230个和111个。相比之下，衣藻基因组只有38个MYB基因和8个bHLH基因。在这篇综述中，我们从结构、进化和功能的角度比较了MYB和bHLH基因家族。对拟南芥中许多这些因子的作用所获得的知识提供了一个很好的参考，以探索作物和其他植物中的序列-功能关系。MYB和bHLH因子特定亚类之间的物理相互作用和调节协同可能是组合植物基因调节的最佳例子。然而，MYB和bHLH家族的成员还与其他许多调节蛋白相互作用，形成激活或抑制一组目标基因表达的复合物，这些目标基因的表达越来越多地通过多种高通量基因组方法被鉴定。未来几年，人们可能越来越了解保守转录因子在植物物种的基因调控网络中相似位置的参与程度[4]。

MYB转录因子调节植物生长、发育和防御反应。然而，关于Ipomoea物种中MYB基因家族的信息很少。在这里，我们在7个Ipomoea物种（甘薯（I. batatas）、I. trifida、I. triloba、I. nil、I. purpurea、I. cairica和I. aquatic）之间进行了全面的基因组-wide比较分析，并分别鉴定了296、430、411、291、226、281和277个MYB基因。鉴定的MYB基因被分为五种类型：1R-MYB（MYB相关）、2R-MYB（R2R3-MYB）、3R-MYB（R1R2R3-MYB）、4R-MYB和5R-MYB，MYB相关或R2R3-MYB型是这7个物种中最丰富的MYB基因。根据系统发育拓扑结构和拟南芥中MYB超家族的分类，Ipomoea MYB基因被分为不同的亚组。基因结构和蛋白质基序的分析表明，同一系统发育组内的成员具有相似的外显子/内含子结构和基序组织。鉴定的MYB基因不均匀地映射在每个Ipomoea物种的染色体上。复制分析表明，片段复制和串联复制有助于Ipomoea MYB基因的扩展。非同义替换（Ka）与同义替换（Ks）[Ka/Ks]分析表明，复制的Ipomoea MYB基因主要受到净化选择。在MYB启动子中检测到许多与胁迫反应相关的顺式调控元件。分析了与生物和非生物胁迫相关的六个甘薯转录组数据集，并检测到MYB差异表达基因（DEGs）对胁迫处理的反应。此外，选择了10个甘薯MYB DEGs进行qRT-PCR分析。结果表明，四个对生物胁迫（茎线虫和Ceratocystis fimbriata病原体感染）有反应，六个对非生物胁迫（冷、干旱和盐）有反应。这些结果可能为Ipomoea基因组中MYB基因的进化提供新的见解，并为甘薯的分子育种提供参考[5]。

MYB转录因子（TF）家族是最大且最重要的TF家族之一，调节微藻对胁迫的生长和响应。然而，Phaeodactylum tricornutum MYB TFs的基因结构和特征及其在氮缺乏下的功能尚未得到探索。为了鉴定所有P. tricornutum MYB（PtMYB）基因，本研究在基因组水平上分析了MYB基因家族。从P. tricornutum基因组中鉴定出总共26个PtMYB基因。这些PtMYB基因被分为5个亚家族：5R-MYB、4R-MYB、R2R3-MYB、R1R2R3-MYB和MYB相关蛋白。MYB基因的系统发育、基序和基因结构分析表明，MYB TFs的数量和比例是物种特异性的，MYB基因在微藻到高等植物中表现出大量的复制事件。此外，所有26个PtMYB TFs的差异性表达模式表明，PtMYB基因可能在氮缺乏下具有功能特异性。MYB基因的同源性分析表明，PtMYB3、PtMYB15和PtMYB21可能在P. tricornutum中调节昼夜节律和响应氮胁迫中发挥重要作用。PtMYB3、PtMYB15和PtMYB21基因可能被用作进一步研究P. tricornutum在氮缺乏下的调节机制和昼夜调节机制的潜在候选基因。这项工作为未来研究PtMYB基因的潜在功能和其在氮缺乏下的昼夜调节机制奠定了重要基础[6]。

Myeloblastosis（MYB）转录因子（TFs）形成了一个庞大的基因家族，参与植物中各种生物学过程。关于它们在棉花色素腺发育中的作用知之甚少。在这项研究中，在Gossypium hirsutum基因组中鉴定了646个MYB成员，并进行了系统发育分类分析。进化分析揭示了GhMYBs在多倍化过程中的不对称进化，G. hirustum中MYBs的序列分化主要发生在D亚基因组中。加权基因共表达网络分析（WGCNA）表明，四个模块与棉花腺体发育或棉酚生物合成具有潜在关系。通过筛选三对腺体和腺体缺失棉花系的转录组数据，鉴定了八个差异表达的GhMYB基因。其中，四个被选为棉花色素腺形成或棉酚生物合成的候选基因，并通过qRT-PCR分析验证。沉默GH_A11G1361（GhMYB4）下调了棉酚生物合成途径中多个基因的表达，表明它可能参与棉酚生物合成。潜在的蛋白质互作网络表明，几个MYBs可能间接与GhMYC2-like相互作用，GhMYC2-like是色素腺形成的关键调节因子。本研究对棉花色素腺发育中的MYB基因进行了系统分析，为研究棉花MYB基因在色素腺形成、棉酚生物合成和未来作物植物改良中的作用提供了候选基因[7]。

豌豆（Pisum sativum L.）是世界上最重要的豆类作物之一，由于其高营养价值而备受关注。最近，作物育种计划已将重点放在作物代谢工程（即颜色、风味、营养）上，以改善作物的质量。作为形成三元MYB-bHLH-WD重复蛋白（MBW）复合物以调节花青素生物合成途径的主要转录因子组，R2R3-MYB基因家族一直是研究目标，以改善作物的有价值的代谢产物。到目前为止，关于豌豆中R2R3-MYB基因家族的报告很少。在这项研究中，我们在组装的豌豆基因组（版本1a）中鉴定了119个R2R3-MYB基因，其中111个分布在14个染色体上。结合126个拟南芥R2R3-MYB蛋白序列，我们根据序列相似性和系统发育关系将245个R2R3-MYB蛋白分为36个亚组。豌豆基因组中不存在来自亚组12、15和29的成员，而在豌豆中发现三个新型亚组，命名为N1-N3。进一步分析保守结构域和基序、基因结构和染色体位置表明，所有R2R3-MYB蛋白都存在典型的R2和R3结构域，大多数成员中发现了基序1、2和3。大多数基因不超过两个内含子。此外，119个豌豆R2R3-MYB基因没有经历大规模复制事件。最后，我们得出结论，几个候选基因可能负责豌豆花瓣中花青素的时空积累。PsMYB116主要在背瓣中表达，以激活花青素生物合成途径，而PsMYB37和PsMYB32可能正向调节侧瓣中的花青素积累。这项研究不仅为进一步表征R2R3-MYB基因的多样性功能提供了良好的参考，还有助于研究人员了解豌豆花的颜色形成[8]。

R2R3-MYB基因构成了植物中最大的转录因子基因家族之一，在植物特异性发育过程、防御反应和代谢物积累中发挥调节作用。迄今为止，MYB家族基因尚未在主要主食水果作物香蕉中进行全面鉴定。在这项研究中，我们对Musa acuminata DH-Pahang（A基因组）中的MYB基因进行了全面的、基因组-wide分析。共鉴定并表征了285个R2R3-MYB基因以及编码三种其他MYB蛋白的基因，这些MYB蛋白含有多个MYB重复。通过RNA-Seq数据确定了组织和发育特异性表达模式。对于在分析的样品中至少发现一种表达的280个M. acuminata MYB基因，检测到各种表达模式。M. acuminata R2R3-MYB基因被功能分类，导致鉴定了七个仅包含M. acuminata R2R3-MYBs的谱系。编码的蛋白质可能在香蕉基因组进化过程中获得了或扩展了专门的功能。这种功能分类和表达分析为M. acuminata MYB基因家族的全面功能分析奠定了坚实的基础，并可用于香蕉改良计划[9]。

MYB（v-myb鸟成髓细胞瘤病毒癌基因同源物）转录因子家族在植物生长、发育和对生物和非生物胁迫的响应中发挥着重要作用。然而，甜薯（Ipomoea batatas (L.) Lam）中MYB转录因子的基因功能尚未阐明。在这项研究中，从甘薯中鉴定并分离出一个MYB转录因子基因，IbMYB308。多重序列比对表明，IbMYB308是一种典型的R2R3-MYB转录因子。进一步，定量实时PCR（qRT-PCR）分析表明，IbMYB308在根、茎和特别是叶组织中表达。此外，它表现出组织特异性特征。实验还表明，IbMYB308的表达受不同非生物胁迫（20% PEG-6000、200 mM NaCl和20% H2O2）的诱导。在200 mM NaCl处理后，转基因组植物中几个胁迫相关基因（SOD、POD、APX和P5CS）的表达上调，转基因烟草中的CAT活性、POD活性、脯氨酸含量和蛋白质含量增加，而MDA含量降低。总之，这项研究表明IbMYB308可以提高转基因烟草的耐盐性。这些发现为未来研究甘薯中R2R3-MYB基因家族奠定了基础，并表明IbMYB308可能被用作转基因植物育种中的重要阳性因子，以提高甘薯植物的耐盐性[10]。

综上所述，MYB基因家族在植物的生长、发育和对胁迫的响应中发挥着重要作用。R2R3-MYB基因在植物次生代谢、细胞身份和命运、发育、激素信号转导、生物和非生物胁迫等方面具有广泛的调节功能。通过基因组-wide鉴定、进化和表达分析，研究人员已经鉴定出许多参与不同生物学过程的R2R3-MYB基因。此外，MYB基因家族的复制事件和顺式调控元件的发现为进一步研究MYB基因的功能和调控机制提供了重要线索。这些研究不仅有助于深入了解植物生长和发育的分子机制，还为植物育种和改良提供了潜在的靶标和策略。