近日,贵州师范大学生命科学学院,荞麦技术研究中心团队合作,在学术期刊PeerJ在线发表了题为“Genome-wide analysis ofBBXgene family in Tartary buckwheat (Fagopyrumtataricum)”的研究论文。该研究为进一步了解苦荞麦BBX基因及其在苦荞麦生长发育和色素沉淀调控中的作用奠定了基础。
(Zhao Jiali,Li Hongyou,Huang Juan,Shi Taoxiong,Meng Ziye,Chen Qingfu,Deng Jiao. Genome-wide analysis of BBX gene family in Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum).[J]. PeerJ,2021,9:)
BBX (B-box)是一种具有一个或两个B-box结构域的锌指转录因子,在植物的光形态发生、生长发育以及对环境变化的响应中发挥着重要作用。本研究采用比较程序对28个苦荞BBX (FtBBX)基因进行了鉴定和筛选。分析了它们的理化性质、基因结构、保守基序、染色体分布、系统发育和表达模式。
此外,对3种单子叶植物和3种双子叶植物的BBX蛋白进行多重共线性分析表明,单子叶植物和双子叶植物的BBX蛋白聚类不同。此外,课题组还分析了11个可能参与调控苦荞麦芽花青素合成的候选BBX基因在光照处理下的表达情况。基因结构分析结果显示,28个BBX基因均含有B-box结构域,3个基因缺乏内含子,除6号染色体外,其余7条染色体上的基因分布不均匀。28个蛋白含有10个保守基序,可分为5个亚家族。苦荞BBX基因在不同条件下表达不同,说明FtBBXs可能在苦荞生长发育中发挥重要作用。
在苦荞中共鉴定到28个BBX基因,命名为ftbbx1toftbbx28。文中列出了FtBBXs的基因名称、基因ID、内含子数、蛋白长度、分子量、理论等电点、脂肪指数、亲水性大平均等详细信息。FtBBX1、FtBBX8、Ftbbx21基因不含内含子,其他基因内含子数量为1 ~ 6个。FtBBX蛋白的理论等电点(pI)从4.20 (FtBBX21)到8.22 (FtBBX10)不等,脂肪族指数从52.26 (FtBBX9)到95.88 (FtBBX1)不等,表明该蛋白家族的热稳定性不同。FtBBX蛋白的肉汁除FtBBX1蛋白外均小于零(0.118),说明FtBBX蛋白大部分为亲水性蛋白。
苦荞基因组中有8条染色体。除6号染色体外,28ftbbxgene在7条染色体上分布不均匀。其中,8号染色体上的offtbbxgene最多(8),5号染色体上有5个ftbbxgene。2号和7号染色体各有4个ftbbxgene, 3号和4号染色体各有2个ftbbxgene(图1)。串联复制和节段复制在基因家族的进化和扩展中经常发生。在苦荞基因组中发现5对重复片段(FtBBX2/FtBBX17、FtBBX3/FtBBX23、FtBBX4/FtBBX28、FtBBX16/FtBBX20和FtBBX16/FtBBX28)。结果表明,在苦荞基因组中bbxgene家族成员的扩增中,片段复制起着重要作用。