Abstract Background We describe novel plasmid vectors for transient gene expression using Agrobacterium , infiltrated into Nicotiana benthamiana leaves. We have generated a series of pGreenII cloning vectors that are ideally suited to transient gene expression, by removing elements of conventional binary vectors necessary for stable transformation such as transformation selection genes. Results We give an example of expression of heme-thiolate P450 to demonstrate effectiveness of this system. We have also designed vectors that take advantage of a dual luciferase assay system to analyse promoter sequences or post-transcriptional regulation of gene expression. We have demonstrated their utility by co-expression of putative transcription factors and the promoter sequence of potential target genes and show how orthologous promoter sequences respond to these genes. Finally, we have constructed a vector that has allowed us to investigate design features of hairpin constructs related to their ability to initiate RNA silencing, and have used these tools to study cis -regulatory effect of intron-containing gene constructs. Conclusion In developing a series of vectors ideally suited to transient expression analysis we have provided a resource that further advances the application of this technology. These minimal vectors are ideally suited to conventional cloning methods and we have used them to demonstrate their flexibility to investigate enzyme activity, transcription regulation and post-transcriptional regulatory processes in transient assays.

Summary Anthocyanin concentration is an important determinant of the colour of many fruits. In apple ( Malus × domestica ), centuries of breeding have produced numerous varieties in which levels of anthocyanin pigment vary widely and change in response to environmental and developmental stimuli. The apple fruit cortex is usually colourless, although germplasm does exist where the cortex is highly pigmented due to the accumulation of either anthocyanins or carotenoids. From studies in a diverse array of plant species, it is apparent that anthocyanin biosynthesis is controlled at the level of transcription. Here we report the transcript levels of the anthocyanin biosynthetic genes in a red‐fleshed apple compared with a white‐fleshed cultivar. We also describe an apple MYB transcription factor, MdMYB10 , that is similar in sequence to known anthocyanin regulators in other species. We further show that this transcription factor can induce anthocyanin accumulation in both heterologous and homologous systems, generating pigmented patches in transient assays in tobacco leaves and highly pigmented apple plants following stable transformation with constitutively expressed MdMYB10. Efficient induction of anthocyanin biosynthesis in transient assays by MdMYB10 was dependent on the co‐expression of two distinct bHLH proteins from apple, MdbHLH3 and MdbHLH33. The strong correlation between the expression of MdMYB10 and apple anthocyanin levels during fruit development suggests that this transcription factor is responsible for controlling anthocyanin biosynthesis in apple fruit; in the red‐fleshed cultivar and in the skin of other varieties, there is an induction of MdMYB10 expression concurrent with colour formation during development. Characterization of MdMYB10 has implications for the development of new varieties through classical breeding or a biotechnological approach.

The International Strawberry Sequencing Consortium reports the draft genome of the woodland strawberry (Fragaria vesca). The genome of this diploid species should serve as a reference genome for the Fragaria genus, as the cultivated strawberry (Fragaria × ananassa) is an octoploid where F. vesca is predicted to be a subgenome donor. The woodland strawberry, Fragaria vesca (2n = 2x = 14), is a versatile experimental plant system. This diminutive herbaceous perennial has a small genome (240 Mb), is amenable to genetic transformation and shares substantial sequence identity with the cultivated strawberry (Fragaria × ananassa) and other economically important rosaceous plants. Here we report the draft F. vesca genome, which was sequenced to ×39 coverage using second-generation technology, assembled de novo and then anchored to the genetic linkage map into seven pseudochromosomes. This diploid strawberry sequence lacks the large genome duplications seen in other rosids. Gene prediction modeling identified 34,809 genes, with most being supported by transcriptome mapping. Genes critical to valuable horticultural traits including flavor, nutritional value and flowering time were identified. Macrosyntenic relationships between Fragaria and Prunus predict a hypothetical ancestral Rosaceae genome that had nine chromosomes. New phylogenetic analysis of 154 protein-coding genes suggests that assignment of Populus to Malvidae, rather than Fabidae, is warranted.

MicroRNAs (miRNAs) are a class of small non-coding RNAs with a critical role in development and environmental responses. Efficient and reliable detection of miRNAs is an essential step towards understanding their roles in specific cells and tissues. However, gel-based assays currently used to detect miRNAs are very limited in terms of throughput, sensitivity and specificity. Here we provide protocols for detection and quantification of miRNAs by RT-PCR. We describe an end-point and real-time looped RT-PCR procedure and demonstrate detection of miRNAs from as little as 20 pg of plant tissue total RNA and from total RNA isolated from as little as 0.1 μl of phloem sap. In addition, we have developed an alternative real-time PCR assay that can further improve specificity when detecting low abundant miRNAs. Using this assay, we have demonstrated that miRNAs are differentially expressed in the phloem sap and the surrounding vascular tissue. This method enables fast, sensitive and specific miRNA expression profiling and is suitable for facilitation of high-throughput detection and quantification of miRNA expression.

Abstract Background The control of plant anthocyanin accumulation is via transcriptional regulation of the genes encoding the biosynthetic enzymes. A key activator appears to be an R2R3 MYB transcription factor. In apple fruit, skin anthocyanin levels are controlled by a gene called MYBA or MYB1 , while the gene determining fruit flesh and foliage anthocyanin has been termed MYB10 . In order to further understand tissue-specific anthocyanin regulation we have isolated orthologous MYB genes from all the commercially important rosaceous species. Results We use gene specific primers to show that the three MYB activators of apple anthocyanin ( MYB10/MYB1/MYBA) are likely alleles of each other. MYB transcription factors, with high sequence identity to the apple gene were isolated from across the rosaceous family (e.g. apples, pears, plums, cherries, peaches, raspberries, rose, strawberry). Key identifying amino acid residues were found in both the DNA-binding and C-terminal domains of these MYBs. The expression of these MYB10 genes correlates with fruit and flower anthocyanin levels. Their function was tested in tobacco and strawberry. In tobacco, these MYBs were shown to induce the anthocyanin pathway when co-expressed with bHLHs, while over-expression of strawberry and apple genes in the crop of origin elevates anthocyanins. Conclusions This family-wide study of rosaceous R2R3 MYBs provides insight into the evolution of this plant trait. It has implications for the development of new coloured fruit and flowers, as well as aiding the understanding of temporal-spatial colour change.

Agrobacterium-based plasmid vectors allow the transformation of a wide range of plant species by capitalizing on a natural bacterial system to introduce DNA into the nuclear genome of plants. It is often a complex task to consider fully all the possible plasmid vectors and Agrobacterium strains available, and it can thus be difficult to take full advantage of these research tools. This practical guide is a survey of the many binary Ti plasmid vectors and Agrobacterium strains available, and aims to help researchers to make an informed decision about the system that is best suited to their needs.

Mutations in the genes encoding for either the biosynthetic or transcriptional regulation of the anthocyanin pathway have been linked to color phenotypes. Generally, this is a loss of function resulting in a reduction or a change in the distribution of anthocyanin. Here, we describe a rearrangement in the upstream regulatory region of the gene encoding an apple (Malus x domestica) anthocyanin-regulating transcription factor, MYB10. We show that this modification is responsible for increasing the level of anthocyanin throughout the plant to produce a striking phenotype that includes red foliage and red fruit flesh. This rearrangement is a series of multiple repeats, forming a minisatellite-like structure that comprises five direct tandem repeats of a 23-bp sequence. This MYB10 rearrangement is present in all the red foliage apple varieties and species tested but in none of the white fleshed varieties. Transient assays demonstrated that the 23-bp sequence motif is a target of the MYB10 protein itself, and the number of repeat units correlates with an increase in transactivation by MYB10 protein. We show that the repeat motif is capable of binding MYB10 protein in electrophoretic mobility shift assays. Taken together, these results indicate that an allelic rearrangement in the promoter of MYB10 has generated an autoregulatory locus, and this autoregulation is sufficient to account for the increase in MYB10 transcript levels and subsequent ectopic accumulation of anthocyanins throughout the plant.

The vegetative phenotype of the pea mutant unifoliata (uni) is a simplification of the wild-type compound leaf to a single leaflet. Mutant uni plants are also self-sterile and the flowers resemble known floral meristem and organ identity mutants. In Antirrhinum and Arabidopsis, mutations in the floral meristem identity gene FLORICAULA/LEAFY (FLO/LFY) affect flower development alone, whereas the tobacco FLO/LFY homologue, NFL, is expressed in vegetative tissues, suggesting that NFL specifies determinacy in the progenitor cells for both flowers and leaves. In this paper, we characterised the pea homologue of FLO/LFY.