袁娜，王彤，劉廷利，楊郁文，郭月，劉靜，張保龍，杜建廠

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所/江蘇省農(nóng)業(yè)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210014）

光是影響植物生長和發(fā)育最為重要的環(huán)境因素之一[1]。高等植物在進(jìn)化過程中形成了多個(gè)光受體網(wǎng)絡(luò)，如光敏色素（Phytochromes）、隱花色素（Cryptochromes）、向光素（Phototropins）和中波紫外線（UV-B）受體等用以感受不同波長的光[2-3]。光敏色素是1類主要感受紅光（600～700 nm）與遠(yuǎn)紅光（700～800 nm）的色素蛋白[4]。光敏色素通過響應(yīng)紅光和遠(yuǎn)紅光直接或間接調(diào)控下游多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，從而控制下游基因表達(dá)，影響植物種子萌發(fā)、幼苗去黃化、莖稈伸長、葉綠體運(yùn)動、植物避蔭反應(yīng)和開花等發(fā)育過程[5]。充分理解植物對紅光及遠(yuǎn)紅光的響應(yīng)將有助于促進(jìn)農(nóng)作物的關(guān)鍵發(fā)育過程的進(jìn)行，從而對保障農(nóng)作物的產(chǎn)量起到積極作用[6]。

在光敏色素家族中，phyA是植物最主要的遠(yuǎn)紅光受體。在黑暗環(huán)境中，phyA以非活性的紅光吸收型（Pr）形式位于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)受到短暫的紅光、遠(yuǎn)紅光、藍(lán)光或持續(xù)的遠(yuǎn)紅光照射時(shí)，phyA便轉(zhuǎn)化成活性的遠(yuǎn)紅光吸收型（Pfr）狀態(tài)，從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)[7-8]，直接與一系列轉(zhuǎn)錄因子相互作用，進(jìn)而調(diào)控一系列遠(yuǎn)紅光介導(dǎo)的光形態(tài)反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)[9-10]。在過去的20年間，phyA信號通路中的一些重要元件相繼被鑒定，例如FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL 1（FHY1） 及 其 同 源 的 FHY1-like （FHL） 和FAR-RED ELONGATED HYPOCOTYL 3（FHY3）及其同源的FAR-RED IMPAIRED RESPONSE 1 （FAR1）[11-12]。 FAR1/FHY3 與 玉 米Mutator編碼的MURA轉(zhuǎn)座酶及移動因子Jittery的轉(zhuǎn)座酶具有較高的序列相似性，但沒有明顯的末端反向重復(fù)序列 （Term inal inverted repeats,TIR）和其他的轉(zhuǎn)座子類似結(jié)構(gòu)[13]，因此這是1類起源于轉(zhuǎn)座子酶，經(jīng)“分子馴化”而形成的轉(zhuǎn)錄因子家族。目前關(guān)于FAR1/FHY3蛋白家族的研究主要集中于擬南芥。擬南芥中共有14個(gè)FAR1/FHY3家族成員被鑒定，編碼531～851個(gè)氨基酸。除FAR1-RELATED SEQUENCE 10（FRS10）外的所有成員在葉、莖、花和果中均有表達(dá)[14]。FAR1/FHY3蛋白包含3個(gè)功能結(jié)構(gòu)域，包括具有DNA結(jié)合活性的C2H2型鋅指結(jié)構(gòu)域（C2H2 zinc finger domain）、核心轉(zhuǎn)座酶結(jié)構(gòu)域（Putative core transposase domain）以及具有轉(zhuǎn)錄激活活性的SW IM鋅指結(jié)構(gòu)域（SW IM zinc finger domain）[15]。研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥中FHY3和FAR1分別與FHY1和FHL的啟動子上的FBS motif結(jié)合，從而激活FHY1和FHL的轉(zhuǎn)錄。FHY1和FHL直接與Pfr相互作用，協(xié)助phyA進(jìn)入細(xì)胞核[14]。因此，F(xiàn)AR1/FHY3在啟動phyA信號通路中具有非常關(guān)鍵的作用，直接決定在光誘導(dǎo)后phyA是否可以進(jìn)入細(xì)胞核行使生物學(xué)功能。

研究發(fā)現(xiàn)通過轉(zhuǎn)化光敏色素相關(guān)基因可以降低作物株高、增加作物產(chǎn)量等[16]。在馬鈴薯中過表達(dá)擬南芥的phyB基因可以使植株株型變得緊湊，從而增加高密度下塊莖的數(shù)量。在水稻中過表達(dá)擬南芥的phyA基因可以使轉(zhuǎn)基因水稻在遠(yuǎn)紅光和紅光下胚芽鞘變短、節(jié)間縮短、成株高度顯著降低，并且單株籽粒產(chǎn)量顯著增加[17-18]。這些研究表明光敏色素相關(guān)基因也可以影響作物的重要農(nóng)藝性狀，因此對這些基因的挖掘及分析具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

棉花是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。隨著雷蒙德氏棉 （Gossypium raimondii Ulbrich）[19]、亞洲 棉 （Gossypium arboreum L.）[20]和 陸 地 棉（Gossypium hirsutum L.）[21-22]基因組測序的完成，許多功能基因已被發(fā)掘和鑒定，也為全基因組水平分析棉花中重要基因家族的演化提供可能。光照時(shí)間、光照強(qiáng)度以及不同光質(zhì)如紅光和藍(lán)光等對棉花的產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響。然而有關(guān)棉花光敏色素信號通路相關(guān)基因家族的研究還未見報(bào)道。本研究利用生物信息學(xué)方法，對棉花FAR1/FHY3基因家族成員進(jìn)行鑒定，分析其蛋白的理化特性、序列特征及系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系，以期為后續(xù)棉花FAR1/FHY3的功能研究和應(yīng)用提供理論參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 棉花中光信號轉(zhuǎn)錄因子FAR1/FHY3家族成員的鑒定

在 Pfam 數(shù)據(jù)庫（http://pfam.xfam.org/）中 標(biāo)號為PF03101、PF10551和 PF04434的結(jié)構(gòu)域是植物光信號轉(zhuǎn)錄因子FAR1/FHY3的結(jié)構(gòu)域。首先從棉花基因組數(shù)據(jù)庫（https://www.cottongen.org/）中下載亞洲棉、雷蒙德氏棉、陸地棉的蛋白序列數(shù)據(jù)，利用HMMER 3.0軟件（http://www.ebi.ac.uk/Tools/hmmer/search/hmmscan）和本地blastp方法聯(lián)合進(jìn)行檢索，HMMER 3.0的限定E值為 0.01，blastp的 E 值設(shè)定為＜1×e－10，篩選含有FAR1/FHY3結(jié)構(gòu)域的序列。將獲得的序列在InterPro（http://www.ebi.ac.uk/interpro/）和 SMART（http://smart.embl-heidelberg.de/）上進(jìn)一步確認(rèn)序列包含F(xiàn)AR1/FHY3保守域。同時(shí)獲取這些FAR1/FHY3的 DNA、CDS以及染色體位置信息。根據(jù)FAR1/FHY3基因在擬南芥（Arabidopsis thaliana L.）的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[14]，從 TAIR 10（https://www.arabidopsis.org）下載擬南芥的FAR1/FHY3序列，同時(shí)下載可可全基因組序列（http://www.cacaogenomedb.org），利用上述方法獲得可可FAR1/FHY3蛋白序列。

利用ExPASy Proteom ics Server軟件（http://www.expasy.org）對棉花FAR1/FHY3基因家族成員的氨基酸序列進(jìn)行理化性質(zhì)分析，并利用PSORT（http://psort.hgc.jp/form.htm l）對棉花 FAR1/FHY3家族成員進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測。

1.2 棉花FAR1/FHY3基因結(jié)構(gòu)和蛋白序列保守基序分析

利用在線工具 GSDS[23]（http://gsds.cbi.pku.edu.cn/）分析和繪制棉花FAR1/FHY3基因家族成員的基因結(jié)構(gòu)圖。利用在線軟件MEME（http://meme-suite.org/）對FAR1/FHY3蛋白保守域結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析?；蜃畲蟀l(fā)現(xiàn)數(shù)量設(shè)置為6，其他參數(shù)為默認(rèn)值。

1.3 多序列比對與系統(tǒng)進(jìn)化樹的構(gòu)建

利用MEGA 7.0[24]軟件對獲得的FAR1/FHY3蛋白序列進(jìn)行多重序列比對。以多序列比對結(jié)果為基礎(chǔ)，采用鄰接（Neighbor-Joining）算法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，Bootstrap重復(fù)測試（Replications）設(shè)置為1 000。

1.4 染色體定位和基因同源性分析

根據(jù)棉花FAR1/FHY3的基因位置信息和棉花染色體的長度，使用Mapinspect（http://www.dpw.wau.nl/pv/PUB/MapComp/）和 Adobe illustrator CS3[25]軟件繪制其染色體分布圖。根據(jù)蛋白序列比對結(jié)果識別同源基因?qū)?，?jīng)過比對后短序列如果能覆蓋超過長序列70%的區(qū)域，認(rèn)為這對同源基因?yàn)橹貜?fù)基因（Duplication genes）。利用In-Paranoid[26]軟件對3個(gè)棉種的FAR1/FHY3基因的直系同源性關(guān)系進(jìn)行分析，利用可視化工具Circos（http://circos.ca/）將直系同源關(guān)系進(jìn)行可視化展示。利用KaKs_Calculator 2.0[27]軟件計(jì)算同源基因?qū)Φ腒a（非同義突變率）、Ks（同義突變率）值，確定其在進(jìn)化過程中受何種選擇。

1.5 基因組織表達(dá)分析

在NCBI SRA數(shù)據(jù)庫（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/）下載亞洲棉的葉片，雷蒙德氏棉的葉片、花瓣和陸地棉的莖、葉片、花瓣、花托轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)，下載序列號分別為SRR530430，SRR-389183，SRR943769，SRR1695174，SRR1695175，SRR1695177，SRR1695176。 基于以上數(shù)據(jù)，利用Tophat[28]和Cufflink[29]軟件包分析轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)并進(jìn)行表達(dá)量計(jì)算，提取FAR1/FHY3基因家族成員的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，將表達(dá)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，使用 Hem I （Heatmap Illustrator,version 1.0）[30]軟件繪制熱圖，將表達(dá)數(shù)據(jù)可視化。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉花FAR1/FHY3基因家族成員的鑒定

鑒定獲得88個(gè)FAR1/FHY3基因，其中亞洲棉有27個(gè)、雷蒙德氏棉有35個(gè)、陸地棉有26個(gè)，分別命名為GaFAR1～GaFAR27、GrFAR1～GrFAR 35和 GhFAR1～GhFAR26（表 1）。 這 88個(gè)FAR1/FHY3基因編碼的蛋白長度在158～1 134個(gè)氨基酸，最大和最小分子量分別為124 996.6 Da和18 598.26 Da。GhFAR14的等電點(diǎn)最小，為4.9；GaFAR1的等電點(diǎn)最大，為10.73。這些FAR1/FHY3蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)差異較大，表明其酸堿性不同。大多數(shù)FAR1/FHY3定位在細(xì)胞核，少數(shù)基因定位在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜，僅Gh-FAR4定位在線粒體。

2.2 棉花FAR1/FHY3蛋白的系統(tǒng)進(jìn)化分析

利用MEGA 7.0軟件通過鄰接法對88個(gè)棉花FAR1/FHY3蛋白，18個(gè)擬南芥和 36個(gè)可可FAR1/FHY3蛋白序列構(gòu)建了系統(tǒng)進(jìn)化樹，按照其親緣關(guān)系可將這些成員分成3個(gè)亞組 （圖1）。大部分的棉花FAR1/FHY3蛋白（44個(gè)）被歸類到亞組Ⅰ中（黃色）；亞組Ⅱ中（紫色）包含了36個(gè)棉花、11個(gè)可可和4個(gè)擬南芥FAR1/FHY3家族成員；亞組Ⅲ （綠色）則僅包含了8個(gè)棉花（Gr-FAR20，GhFAR15，GrFAR12，GhFAR4，GaFAR25，GhFAR8，GhFAR21，GrFAR26） 和 3 個(gè) 可 可FAR1/FHY3蛋白。單獨(dú)進(jìn)行棉花FAR1/FHY3蛋白聚類結(jié)果與上述進(jìn)化樹較為一致，也分為3個(gè)亞組（圖 2A）。

表1 棉花FAR1/FHY3基因家族的部分成員信息Table 1 Information of the partial FAR1/FHY3 genes identified in cotton

2.3 棉花FAR1/FHY3基因結(jié)構(gòu)及保守序列分析

圖1 3個(gè)物種FAR1/FHY3蛋白序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹Fig.1 Phylogenetic tree of the FAR1/FHY3 protein sequences in three species

圖2 棉花FAR1/FHY3蛋白序列的系統(tǒng)進(jìn)化樹（A），保守基序（B）和基因結(jié)構(gòu)（C）分析Fig.2 Phylogenetic tree(A),conserved motif(B)and gene structure(C)of cotton FAR1/FHY3 protein sequences in three Gossypium species

利用GSDS構(gòu)建了棉花FAR1/FHY3基因結(jié)構(gòu)圖，結(jié)果顯示不同亞組成員的內(nèi)含子數(shù)量存在差異。亞組Ⅰ中有4個(gè)基因無內(nèi)含子，其余基因的內(nèi)含子數(shù)量均不超過9個(gè)。亞組Ⅱ的成員的含有1～4個(gè)內(nèi)含子。亞組Ⅲ的8個(gè)成員的內(nèi)含子數(shù)量較多，最少的有7個(gè)內(nèi)含子，最多的有21個(gè)內(nèi)含子。同一亞組內(nèi)較為相似的外顯子、內(nèi)含子的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)一步證實(shí)了系統(tǒng)發(fā)育樹的可靠性（圖 2A、圖 2C）。

利用MEME軟件對FAR1/FHY3蛋白保守基序的分析發(fā)現(xiàn)有6個(gè)比較保守的基序Motif 1-Motif 6（圖2B）。在亞組Ⅰ中，24條蛋白序列各包含6種基序，這些序列的基序組織模式均為Motif 1_5_4_6_2_3，只有GrFAR14的保守基序組織模式為Motif 1_4_5_6_2_3。15條蛋白序列各包含5個(gè)基序，除了GrFAR13缺少M(fèi)otif3外，其余序列均缺少M(fèi)otif5。剩余的GhFAR14，Gh-FAR17，GhFAR26，GaFAR10，GaFAR15 各 包 含2～4個(gè)基序。在亞組Ⅱ中，29條蛋白序列各包含3 種基序（Motif 1、Motif 5、Motif 4），剩下的 7 條序列僅各包含2個(gè)基序 （3個(gè)Motif 5_4和4個(gè)Motif 1_4）。在亞組Ⅲ中，除去GrFAR20由于序列或軟件原因無法檢測外，剩余的7條序列僅各包含2個(gè)基序（Motif 1和Motif 4），基序組織模式均為M 4_1。比較保守基序和功能結(jié)構(gòu)域發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AR1/FHY3蛋白的FAR1結(jié)構(gòu)域（PF03101）與保守 基 序 1、4、5 相 互 重 疊 ，MULE （PF10551）和SW IM（PF04434）則分別與保守基序2、6和3部分重疊。

2.4 棉花FAR1/FHY3基因家族染色體定位和同源性關(guān)系分析

根據(jù)位置信息將79個(gè)FAR1/FHY3基因定位到棉花染色體上，另外9個(gè)FAR1/FHY3基因未被定位到染色體上。亞洲棉的27個(gè)FAR1/FHY3基因分布在11條染色體上，4號染色體上有5個(gè)，1號和9號染色體各分布4個(gè)，2號和7號染色體上均沒有發(fā)現(xiàn)（圖3A）。雷蒙德氏棉的33個(gè)基因分布在13條染色體上，其中11號染色體上分布較多，有7個(gè)基因；其次5號和6號染色體分別包含6個(gè)和5個(gè)FAR1/FHY3基因（圖3B）。陸地棉的26條染色體中只有7條染色體包含F(xiàn)AR1/FHY3基因，其中A亞組10號染色體、D亞組2號和10號染色體上最多，各有4個(gè)FAR1/FHY3基因（圖3C）。此外，F(xiàn)AR1/FHY3基因在3種棉花染色體上的分布都存在串聯(lián)重復(fù)現(xiàn)象。亞洲棉中發(fā)現(xiàn)3個(gè)串聯(lián)重復(fù)的基因簇（GaFAR1 和 GaFAR2，GaFA11 和 GaFAR12，Ga-FAR18、GaFAR19和 GaFAR20）。 在雷蒙德氏棉中僅發(fā)現(xiàn) 1個(gè)串聯(lián)重復(fù)基因簇（GrFAR27、Gr FAR28和GrFAR29）并檢測到1次基因片段復(fù)制事件；陸地棉中共發(fā)現(xiàn)3個(gè)串聯(lián)重復(fù)的基因簇，包含8個(gè)基因，同時(shí)還檢測到2次基因片段復(fù)制事件。

在3個(gè)棉種中利用InParanoid軟件共檢測到42對直系同源基因?qū)?。排?對無法定位到染色體上的同源基因?qū)螅℅hFAR26，GrFAR34，Gr-FAR35，圖 4），我們利用 KaKs_Calculator對剩余的36對同源基因?qū)M(jìn)行Ka/Ks分析，結(jié)果顯示61%的直系同源基因的Ka/Ks值小于0.5，這表明這些基因經(jīng)歷了較強(qiáng)的負(fù)選擇作用過程，暗示這些復(fù)制基因在進(jìn)化中較為保守，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，功能具有一致性。另外，6對直系同源基因的Ka/Ks值在 0.5～1 之 間（GhFAR1/GaFAR12，Gh FAR5/Ga FAR3，GhFAR23/GaFAR19，GrFAR2/GaFAR3，GrFAR7/GaFAR12，GrFAR14/GaFAR13），僅有2對直系同源基因的Ka/Ks值大于 1（Gh-FAR8/GaFAR25，GrFAR29/GaFAR1）， 表明其受到了正選擇作用（表2）。

2.5 棉花FAR1/FHY3基因的組織表達(dá)分析

根據(jù)已有的亞洲棉葉片，雷蒙德氏棉葉片、花瓣和陸地棉的莖、葉片、花瓣、花托轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫的分析，獲得FAR1/FHY3基因表達(dá)量的FPKM（Fragments per kilobase of transcript per million fragments mapped）值，利用Hem I 1.0軟件繪制出基因表達(dá)模式圖（圖5）。結(jié)果顯示，在葉片中，亞組Ⅰ和亞組Ⅱ的部分成員具有較高的表達(dá)量，亞組Ⅲ的成員表達(dá)量均較低。在亞洲棉的葉片中，GaFAR17和GaFAR6具有較高的表達(dá)量；在雷蒙德氏棉和陸地棉葉片中，GrFAR34和Gh FAR14分別是表達(dá)量最高的基因。在花瓣中，GrFAR30和GhFAR14分別在雷蒙德氏棉和陸地棉中優(yōu)勢表達(dá)，剩余基因的表達(dá)量均較低。在陸地棉中，GhFAR14在莖、葉、花瓣和花托中的表達(dá)量都是最高，表明該基因可能在陸地棉遠(yuǎn)紅光調(diào)控過程中起到重要的作用。經(jīng)同源比對發(fā)現(xiàn)，GhFAR14與擬南芥FHY3基因具有較高的同源性，表明該基因可能在啟動phyA信號通路中起到關(guān)鍵作用。

圖3 亞洲棉（A）、雷蒙德氏棉（B）和陸地棉（C）FAR1/FHY3基因在染色體上的位置Fig.3 Chromosomal distribution of FAR1/FHY3 genes in Gossypium arboretum L.(A),G.raimondii Ulbrich(B)and G.hirsutum L.(C)

圖4 棉花FAR1/FHY3基因家族成員的同源關(guān)系分析Fig.4 Homologous relationships of FAR1/FHY3 gene family members in cotton

3 討論與結(jié)論

紅光和遠(yuǎn)紅光在植物生長發(fā)育過程中具有重要的調(diào)控作用。光敏色素是植物接收紅光/遠(yuǎn)紅光的主要受體，大量的實(shí)驗(yàn)研究已在分子水平、生化水平上證實(shí)其在光信號傳遞的過程中具有重要的作用[31-32]。在phyA信號通路的眾多調(diào)控因子中，F(xiàn)AR1/FHY3是1類重要的正向調(diào)控因子。它們可以直接與FHY1和FHL的啟動子結(jié)合，被激活表達(dá)的FHY1和FHL則協(xié)助phyA進(jìn)入細(xì)胞核。在模式植物擬南芥中還發(fā)現(xiàn)1 000多個(gè)可能的FHY3結(jié)合基因，包括ERF4、ARC2、HEMB1和COP1等，表明FAR1/FHY3可能廣泛地參與植物生長發(fā)育各個(gè)方面的調(diào)控[33]。我們通過生物信息學(xué)手段在亞洲棉和雷蒙德氏棉中分別鑒定出27和35個(gè)FAR1/FHY3基因。在陸地棉中僅獲得了26個(gè)基因。根據(jù)染色體定位分析發(fā)現(xiàn)，這26個(gè)基因中有14個(gè)是由串聯(lián)重復(fù)或者片段復(fù)制事件形成，這表明陸地棉在A、D亞組雜交加倍形成后，丟失了大量的FAR1/FHY3基因，然后又通過串聯(lián)重復(fù)和片段復(fù)制進(jìn)行基因擴(kuò)增。

系統(tǒng)發(fā)育分析將棉花和擬南芥、可可的

FAR1/FHY3轉(zhuǎn)錄因子成員分為3個(gè)亞組，每個(gè)物種的FAR1/FHY3轉(zhuǎn)錄因子在亞組Ⅰ和亞組Ⅱ中均有分布，表明亞組Ⅰ和亞組ⅡFAR1/FHY3轉(zhuǎn)錄因子家族成員的分化可能早于擬南芥和棉花的物種分化。亞組Ⅲ僅包含可可和棉花基因，表明該支分化形成在與擬南芥物種分化之后。單獨(dú)對棉花88個(gè)基因的聚類分析顯示，亞組Ⅰ主要由亞洲棉和雷蒙德氏棉的FAR1/FHY3基因成員組成，陸地棉的FAR1/FHY3基因成員主要聚類在亞組Ⅱ和亞組Ⅲ中。同一亞組內(nèi)的FAR1/FHY3轉(zhuǎn)錄因子的基因結(jié)構(gòu)以及蛋白序列的保守基序組織模式都較為相似，進(jìn)一步反應(yīng)了聚類結(jié)果的可靠性。

表2 直系同源基因?qū)Φ腒 a/K sTable 2 K a/K s ratio of orthologous gene pairs

Ka/Ks值常用來檢驗(yàn)基因是否經(jīng)歷了選擇作用[34]。受正選擇的直系同源基因通常與生物合成代謝、酶和生物脅迫相關(guān)[35]。本研究鑒定的棉花FAR1/FHY3直系同源基因?qū)χ?，僅有GhFAR8和 GaFAR25、GrFAR29 和 GaFAR18 的 Ka/Ks值大于1，這2對基因經(jīng)同源比對發(fā)現(xiàn)與甲基丙二酸半醛脫氫酶 （Methylmalonate-sem ialdehyde de hydrogenase）和FHY3同源性較高。因此，我們推測這些基因在物種長期進(jìn)化過程中經(jīng)歷了正選擇作用。

組織表達(dá)分析表明，F(xiàn)AR1/FHY3基因主要在棉花葉片中表達(dá)。亞洲棉中的GaFAR17，雷蒙德氏棉中的GrFAR34和陸地棉中的GhFAR14分別是3種棉花葉片中表達(dá)量最高的基因。由于亞洲棉和雷蒙德氏棉其他組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的不完善，本研究在僅有雷蒙德氏棉和陸地棉的花瓣，以及陸地棉的莖、花托轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)FAR1/FHY3基因在這些組織中的表達(dá)較少。這些基因主要與FRS11，F(xiàn)RS5和FHY3具有較高的同源性。然而在FAR1/FHY3基因家族中，僅有FHY3基因的功能及作用機(jī)理被研究，其他基因還未曾被關(guān)注，這些基因是否在phyA信號通路中，或者在棉花的生長發(fā)育過程中具有重要影響作用，還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證研究。

圖5 FAR1/FHY3家族基因在棉花組織中的表達(dá)模式Fig.5 Expression patterns of FAR1/FHY3 gene family numbers in different cotton tissues

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