近年来植物基因组测序物种数量的指数增长,为我们对植物环境适应性状的遗传和变异的全面理解提供了保障.磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine-binding protein,PEBP)在植物的开花转变和株型建立中起着重要作用,一直是植物生物学研究关注的热点领域之一.然而对该家族并没有利用新近测序的基因组数据进行比较基因组分析,制约了对其在分子水平上的进化研究.为了确定PEBP基因家族的分子进化机制,本研究利用生物信息学方法开展了7种十字花科植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)、琴叶拟南芥(A.lyrata)、小鼠耳芥(A.pumila)、亚麻荠(Camelina sativa)、甘蓝(Brassica oleracea)、白菜(B.rapa)和油菜(B.napus)的PEBP基因家族成员的全基因组鉴定、结构特征和比较进化分析.从7个物种中共鉴定出91个PEBP基因,系统进化分析表明它们分属5个亚家族:MFT、FT/TSF、TFL1、CEN和BFT.基因结构分析发现甘蓝、白菜和油菜的CEN基因内含子明显比其余4个物种的内含子长.蛋白结构域分析表明MFT比其他4个亚家族成员少了一个motif2,TFL1比其他亚家族多了motif8.选择压力分析发现7个物种PEBP同源基因均受到较强的纯化选择,其中TFL1亚家族受到的纯化选择最弱.共线性分析表明十字花科植物PEBP基因家族随古代多倍体事件发生不同程度的扩张,TSF在甘蓝、白菜和油菜中丢失.非生物胁迫下,在拟南芥中过量表达小鼠耳芥的一个MFT基因,转基因拟南芥种子的萌发率明显低于野生型,暗示MFT基因在调控种子萌发上的功能保守.本研究为深入研究十字花科植物PEBP基因的进化特征和生物学功能奠定了基础.

短命植物;小鼠耳芥;MFT;基因扩增;萌发率

李永光;任辉;张英杰;李瑞宁;艾昊;黄先忠

石河子大学生命科学学院,新疆石河子832003;安徽科技学院农学院,安徽凤阳233100;石河子大学生命科学学院植物基因组学实验室,新疆石河子832003

生物多样性

[1]李永光;任辉;张英杰;李瑞宁;艾昊;黄先忠-.十字花科植物PEBP基因家族的分子进化)[J].生物多样性,2022(06):160-170

开花转变,小鼠耳芥,Camelina

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