摘" " 要：PYL（Pyrabactin resistance 1-like）蛋白作為脫落酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的核心組件，在植物生長(zhǎng)發(fā)育和逆境脅迫響應(yīng)中起到重要作用。為探究菊花腦PYL家族的功能，利用生物信息學(xué)方法鑒定菊花腦（Chrysanthemum nankingense）PYL基因家族成員，并利用RNA-Seq數(shù)據(jù)分析CnPYLs在不同組織中的表達(dá)情況。結(jié)果表明：CnPYL家族包括11個(gè)成員，分為3個(gè)亞家族，同一個(gè)亞家族的各成員蛋白結(jié)構(gòu)域和基因結(jié)構(gòu)高度保守，其中亞家族I基因含有2個(gè)內(nèi)含子，其他2個(gè)亞家族基因沒有內(nèi)含子；CnPYL家族基因啟動(dòng)子區(qū)域順式作用元件主要包括逆境脅迫響應(yīng)元件、植物生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)元件、光響應(yīng)元件和激素響應(yīng)元件。同時(shí)，RNA-Seq數(shù)據(jù)分析表明，PYL基因在菊花腦中的表達(dá)具有組織特異性，除CnPYL2基因在根中的表達(dá)量較低外，其他CnPYLs基因在菊花腦各組織中的表達(dá)都很高。這說明PYL作為ABA受體成員，參與了ABA調(diào)控的菊花腦各組織的生長(zhǎng)發(fā)育過程。綜上，本研究結(jié)果為深入研究CnPYLs基因的功能提供了基礎(chǔ)信息。

關(guān)鍵詞：PYL；基因家族；生物信息學(xué)；菊花腦；基因表達(dá)

中圖分類號(hào)：S682.1+1" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.08.002

Genome-wide Identification and Expression Analysis of PYL Gene Family in Chrysanthemum nankingense

ZHENG Chongjiu1， SONG Ziwen2， YANG Junjun1， ZHANG Bing3， AI Penghui2

（1. Kaifeng Landscaping Center， Kaifeng， Henan" 475004， China; 2. Henan University， Kaifeng， Henan" 475004， China; 3. Puyang Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Puyang， Henan" 457000， China）

Abstract： PYL （Pyrabactin resistance 1-like） protein plays an irreplaceable role， that plays an important role in plant growth， development and stress. In order to explore the function of PYL gene family in Chrysanthemum nankingense， this study identified PYL gene family members in Chrysanthemum nankingense using a bioinformatic methods， and the expression of CnPYLs in different tissues was analysed using RNA-Seq data. The results showed that the CnPYL gene family consists of 11 members， which could be divided into 3 subfamilies， and protein domains and gene structures were highly conserved of the same subfamily， the subfamily I gene contained two introns and the other two subfamily genes had no introns. Cis-acting elements analysis found that PYL family genes mainly contained elements related to stress， growth， light and hormone. The cis-acting elements in the promoter region of CnPYL family genes mainly included adversity stress-responsive elements， plant growth and development-related elements， light-responsive elements and hormone-responsive elements. RNA-Seq data analysis showed that the expression of PYL gene in Chrysanthemum nankingense was tissue-specific， exception of the CnPYL2 gene， which was expressed at a relatively low level in roots， indicating that these genes might play an essential role in the ABA-regulated growth and development of various tissues of the Chrysanthemum nankingense. The results of this study lay a theoretical foundation for further elucidating the function of" CnPYLs gene in Chrysanthemum nankingense.

Key words： PYL; gene family; bioinformatics; Chrysanthemum nankingense; gene expression

PYL作為脫落酸（ABA）的受體，能感知ABA信號(hào)，激活下游基因的表達(dá)，通過識(shí)別傳遞ABA信號(hào)，參與植物生長(zhǎng)發(fā)育、生物和非生物脅迫應(yīng)答等功能[1-5]。目前，研究者已在向日葵（Helianthus annuus L.）[6]、擬南芥（Arabidopsis thaliana）[7]、葡萄（Vitis vinifera）[8]、棉花（Gossypium hirsutum L.）[9]、玉米（Zea mays）[10]番茄（Solanum lycopersicum）[11]中分別鑒定出9、14、6、27、13、20個(gè)PYL基因家族成員以及表達(dá)分析，為進(jìn)一步解析PYL基因的功能奠定了重要基礎(chǔ)。

植物生長(zhǎng)發(fā)育具有不同時(shí)空特異的復(fù)雜性，而ABA參與調(diào)控了植物的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過程以及脅迫條件下的很多植物生理過程，是植物生長(zhǎng)所必須的激素之一[12]。植物在不同發(fā)育時(shí)期及不同組織中感知并傳遞ABA信號(hào)，從而行使不同的調(diào)控功能，這可能需要不同的PYL受體，因此不同物種中均存在多個(gè)PYL同源基因，很多PYL基因參與了抗逆脅迫反應(yīng)，這些同源PYL基因在植物體內(nèi)的表達(dá)均具有組織特異性[13]。例如，枸杞中大多數(shù)LbPYL基因在根中的表達(dá)水平高于其他組織，而在花中的表達(dá)量普遍較低。LbPYL1和LbPYL2基因在葉片中的表達(dá)量最高，LbPYL12基因在果實(shí)中的表達(dá)量最高[14]。甘薯中PYL3基因在成熟葉片和莖中的表達(dá)量高，PYL5基因在根中的表達(dá)量高，PYL8基因在很多組織中的表達(dá)量都很低，其可能參與了脅迫反應(yīng)，一些PYL在根中的表達(dá)量還受到不同發(fā)育時(shí)期的影響[15]；陸地棉中有40個(gè)PYL基因，它們有顯著的時(shí)空特異性表達(dá)模式，PYL2A1基因主要在莖中表達(dá)，PYL2D1基因特異性在受精后20 d的胚珠中表達(dá)，PYL8D2基因在早期到晚期發(fā)育的胚珠中高表達(dá)，而與PYL8D2基因相似性最高的PYL8A2基因在早期到晚期發(fā)育的胚珠中低表達(dá)[16]。因此，了解PYL基因的時(shí)空表達(dá)定位可為解析基因功能提供重要的基礎(chǔ)信息。

菊花（Chrysanthemum×morifolium Ramat.）是世界著名花卉之一，除了觀賞用途外，還有藥用價(jià)值和食用價(jià)值[17]。隨著人口數(shù)量的增多，糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物在良田種植方面形成了競(jìng)爭(zhēng)，菊花的生產(chǎn)趨向于轉(zhuǎn)入貧瘠、干旱和鹽堿土壤中，脅迫嚴(yán)重影響菊花的品質(zhì)和產(chǎn)量[18]。而菊花經(jīng)過長(zhǎng)期種間雜交和人工選育，遺傳多樣性變小，培育抗鹽品種相對(duì)困難。菊花腦是菊花的原始種之一，在長(zhǎng)期的遺傳轉(zhuǎn)化過程中，為適應(yīng)自然環(huán)境，其保留了大量的抗逆相關(guān)基因，這是拓寬菊花栽培種抗逆的重要基因庫(kù)，而且菊花腦也有了完備的基因組信息[19]。因此，研究菊花腦抗逆機(jī)制以及挖掘抗逆基因都會(huì)為栽培菊花的抗逆育種提供很好的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。本研究以菊花腦基因組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用生物信息學(xué)方法對(duì)菊花腦PYL基因家族進(jìn)行成員鑒定，分析其保守基序、基因結(jié)構(gòu)、啟動(dòng)子順式作用元件和復(fù)制進(jìn)化等，為進(jìn)一步闡明菊花腦CnPYL基因的功能奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 菊花腦PYL家族成員的鑒定

本研究從菊花腦數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//www.amwayabrc.com/zh-cn/index.html）下載菊花腦全基因組數(shù)據(jù)，從Ensembl Plants數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//plants.ensembl.org/index.html）和擬南芥基因數(shù)據(jù)庫(kù)（https：//www.arabidopsis.org）下載已鑒定出的水稻和擬南芥PYL基因文件和蛋白氨基酸序列，將擬南芥和水稻蛋白序列在菊花腦數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行BlastP同源比對(duì)，使用HMMERv3.1b2對(duì)所得到的菊花腦PYL基因家族成員序列進(jìn)行檢測(cè)，將不包含PYL保守蛋白基序和蛋白功能域的序列、結(jié)構(gòu)缺失序列刪除。本研究利用得到的核酸序列在菊花腦全基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//210.22.121.250：8880/asteraceae/download/download

Page）比對(duì)獲得基因在染色體的位置。本研究使用ExPASy網(wǎng)站（https：//web.expasy.org/protparam/）預(yù)測(cè)菊花腦PYL基因家族成員蛋白理化特性，使用網(wǎng)站（http：//www.csbio.sjtu.edu.cn/bioin）預(yù)測(cè)CnPYL蛋白的亞細(xì)胞定位。

1.2 菊花腦PYL基因家族成員的染色體定位分析

本研究利用TBtools對(duì)菊花腦全基因組文件進(jìn)行處理，獲得菊花腦9條染色體長(zhǎng)度，結(jié)合已得到的菊花腦PYL基因在染色體上的位置信息，使用TBtools完成菊花腦PYL基因染色體定位圖的繪制，確定PYL基因在菊花腦中的具體位置。

1.3 菊花腦系統(tǒng)的進(jìn)化樹構(gòu)建、moitf分析和多重序列比對(duì)

本研究利用從Ensembl plants數(shù)據(jù)庫(kù)得到的擬南芥（A. thaliana）和水稻（O. sativa）的PYLs蛋白質(zhì)序列，使用MEGA 11.0制作系統(tǒng)進(jìn)化樹。比對(duì)方法選用Clustal W，建立系統(tǒng)進(jìn)化樹，并通過iTOL v6（https：//itol.embl.de/）美化進(jìn)化樹。通過MEME（http：//meme-suite.org/tools/meme），筆者對(duì)菊花腦CnPYL基因家族蛋白質(zhì)的保守基序進(jìn)行研究，確認(rèn)數(shù)目為8個(gè)，使用這些MEME文檔以及菊花腦基因序列在TBtools上繪制基因的結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)的保守基序圖。

1.4 菊花腦PYL基因家族的共線性分析

本研究從菊花基因組網(wǎng)站（http：//www.amwayabrc.com）獲取菊花腦全基因組序列文件，并利用TBtools進(jìn)行菊花腦全基因組序列的自我比對(duì)，以此來研究CnPYL家族成員的復(fù)制行為。本研究將從Ensembl Plants數(shù)據(jù)庫(kù)得到的水稻和擬南芥的全基因組序列文件與菊花腦全基因組序列作比對(duì)，獲得PYL基因之間的共線性關(guān)系。

1.5 菊花腦PYL基因啟動(dòng)子區(qū)域的順式作用元件分析

本研究在PlantCARE（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Plantcare/html）中提交所有的CnPYL啟動(dòng)子序列，分析啟動(dòng)子區(qū)域順式作用元件，通過TBtools實(shí)現(xiàn)可視化。

1.6 基于RNA-seq的PYL基因表達(dá)譜分析

菊花腦的葉、莖、根、花蕾、管狀花和舌狀花的原始RNA-Seq數(shù)據(jù)從菊花基因組數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//www.amwayabrc.com）下載。然后，計(jì)算每個(gè)基因每千堿基轉(zhuǎn)錄本每百萬個(gè)片段映射的片段數(shù)值（FPKM），并對(duì)每個(gè)CnPYL基因的FPKM值log2（倍數(shù)變化）處理，0替換成0.001，生成對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值，使用轉(zhuǎn)換值生成熱圖?？梢暬療釄D使用在線工具（https：//www.omicstudio.cn）上的OmicStudio工具繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊花腦PYL基因家族成員的鑒定及蛋白理化性質(zhì)分析

由BlastP分析可知，在菊花腦中共得到11個(gè)PYL家族基因。根據(jù)基因在染色體上的位置，將11個(gè)PYLs基因分別命名，并預(yù)測(cè)11個(gè)CnPYL蛋白的物理化學(xué)性質(zhì)，見表1。結(jié)果顯示，CnPYL基因家族成員的氨基酸數(shù)目為151～217個(gè)（表1），蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量為16.77～24.17 kD，蛋白理論等電點(diǎn)（pI）范圍為4.53～9.30。在該P(yáng)YL基因家族中，11個(gè)CnPYL蛋白均為親水蛋白。亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)顯示，CnPYL蛋白質(zhì)可定位于細(xì)胞質(zhì)、葉綠體、細(xì)胞核（表1）。蛋白質(zhì)不穩(wěn)定指數(shù)低于40為穩(wěn)定蛋白，在PYL家族成員中，除了CnPYL1、CnPYL2、CnPYL5、CnPYL8是穩(wěn)定蛋白外，其余都是不穩(wěn)定蛋白。

2.2 菊花腦PYL基因家族成員的染色體定位分析

如圖1所示，11個(gè)CnPYLs基因不均勻地分布在5條染色體和1條tig00040149上。其中，CnPYL1基因在chr1上，CnPYL2、CnPYL3、CnPYL4、CnPYL5基因在chr5上，CnPYL6基因在chr7上，CnPYL7和CnPYL8基因在chr8上，CnPYL9和CnPYL10基因在chr9上，CnPYL11不在染色體上，而是在tig00040149上。

2.3 菊花腦PYL基因家族成員的系統(tǒng)進(jìn)化分析

為進(jìn)一步了解菊花腦PYL基因家族的進(jìn)化關(guān)系，將菊花腦的11個(gè)PYLs蛋白序列與擬南芥和水稻的PYLs蛋白序列比對(duì)，構(gòu)建進(jìn)化樹（圖2）。結(jié)果表明，所有的PYL蛋白可分為3個(gè)亞族（圖2）。CnPYL基因家族在進(jìn)化關(guān)系上與擬南芥更接近，根據(jù)擬南芥PYL基因和菊花腦PYL基因的進(jìn)化關(guān)系，可將CnPYL家族成員分為3個(gè)亞家族。在GroupⅠ中，6個(gè)CnPYL、7個(gè)OsPYL、4個(gè)AtPYL聚為一類；GoupⅡ中，3個(gè)OsPYL、3個(gè)CnPYL、6個(gè)AtPYL聚為一類；GroupIII中，3個(gè)OsPYL、2個(gè)CnPYL、3個(gè)AtPYL、1個(gè)AtPYR聚為一類。CnPYL1在進(jìn)化關(guān)系上與AtPYL4最接近，推測(cè)二者在某種功能上具有相似性。

2.4 菊花腦PYL蛋白保守基序及基因家族成員的結(jié)構(gòu)分析

對(duì)蛋白保守基序分析發(fā)現(xiàn)，同一亞家族的PYL基因具有相似的保守基序，基因結(jié)構(gòu)也相似，而不同亞家族間則有差異。一些基因具有特殊的保守基序，如Motif5只出現(xiàn)在亞家族Ⅰ的CnPYL11和CnPYL6中（圖3），Motif6只存在于亞家族Ⅱ、Ⅲ中，而Motif1在11個(gè)CnPYL基因中都出現(xiàn)。這說明Motif1在PYL家族的進(jìn)化過程中保守性較高。大量研究表明，在同一個(gè)亞家族里，具有相似進(jìn)化關(guān)系的基因，其外顯子-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)相似[20]，這與筆者在菊花腦中的發(fā)現(xiàn)一樣，同一個(gè)亞家族成員之間的外顯子-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)相差不大（圖3）。菊花腦PYLs基因結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，亞家族Ⅱ和Ⅲ中的基因不含有內(nèi)含子且只有1個(gè)外顯子，亞家族Ⅰ中的基因內(nèi)含子和外顯子數(shù)目多余其他亞家族基因，基因結(jié)構(gòu)也相對(duì)比較復(fù)雜。

2.5 菊花腦CnPYL基因家族的共線性分析

對(duì)共線性和基因復(fù)制事件分析可知，該基因未發(fā)生串聯(lián)重復(fù)事件，但本研究發(fā)現(xiàn)4個(gè)基因參與了2個(gè)片段的重復(fù)事件（CnPYL7和CnPYL2、CnPYL4和CnPYL9）（圖4）。為深入研究PYL基因的進(jìn)化關(guān)系，本研究對(duì)擬南芥、水稻與菊花腦之間進(jìn)行共線性分析。如圖5所示，菊花腦和擬南芥具有9對(duì)共線性關(guān)系，菊花腦和水稻具有6對(duì)共線性關(guān)系。菊花腦與其他植物PYL基因的比較分析為建立種間親緣關(guān)系提供了參考，也為研究菊花腦PYL基因的功能提供了重要依據(jù)。

2.6 菊花腦PYL家族基因啟動(dòng)子區(qū)域的順式作用元件分析

對(duì)CnPYLs基因啟動(dòng)子區(qū)域順式元件分析可知，39種順式作用元件高頻出現(xiàn)在CnPYLs啟動(dòng)子中（圖6）。CnPYLs啟動(dòng)子中主要有激素響應(yīng)元件、脅迫響應(yīng)元件、光響應(yīng)元件和植物發(fā)育元件。在菊花腦中，每個(gè)PYL基因都有光響應(yīng)元件和生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)元件。其中，在數(shù)量上，光響應(yīng)元件最多，脅迫響應(yīng)元件次之（圖7）。ABRE是參與脫落酸響應(yīng)的順式作用元件，CnPYLs啟動(dòng)子區(qū)域有大量的ABRE位點(diǎn)，這與PYL作為脫落酸受體的功能一致。生長(zhǎng)素反應(yīng)元件（ARE）、赤霉素反應(yīng)元件（P-box）、水楊酸響應(yīng)元件（TCA-element）在菊花腦PYL基因的啟動(dòng)子中也有出現(xiàn)。結(jié)果表明，PYLs基因廣泛參與菊花腦的激素代謝過程和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控菊花腦生長(zhǎng)發(fā)育過程中很多植物生理過程。此外，在CnPYLs中還鑒定出脅迫相關(guān)元件，包括低溫響應(yīng)（LTR）元件、參與干旱誘導(dǎo)性（MBS）的MYB結(jié)合位點(diǎn)、防御和脅迫響應(yīng)性（富含TC的重復(fù)序列）。這說明PYL家族基因在響應(yīng)生物和非生物脅迫中也發(fā)揮著重要作用。

2.7 菊花腦PYL基因家族的組織表達(dá)分析

基于RNA-Seq數(shù)據(jù)，使用FPKM值計(jì)算CnPYLs基因在菊花腦不同組織中的表達(dá)趨勢(shì)，生成CnPYLs基因表達(dá)熱圖（圖8）。結(jié)果顯示，在根、莖、葉中，所有PYLs基因的表達(dá)總量都要超過其他組織，莖中所有PYLs基因的表達(dá)總量最多，其中CnPYL7基因在莖中的表達(dá)量接近全部莖中PYLs基因表達(dá)總量的40%。CnPYL2在根中的表達(dá)量極低（FPKM=0），但在其他組織如葉、花、莖中都存在表達(dá)（FPKMgt;0）。CnPYL4基因在舌狀花和莖中的表達(dá)均低于其他組織。CnPYL7、CnPYL3在所有組織中都有著很高的表達(dá)量（FPKMgt;20）。在葉、根和花這3個(gè)組織中，葉中高表達(dá)基因有CnPYL1、CnPYL3、CnPYL5、CnPYL7（FPKMgt;32），根中高表達(dá)基因有CnPYL3、CnPYL5、CnPYL7、CnPYL8（FPKMgt;20），花中高表達(dá)基因有CnPYL3和CnPYL7（FPKMgt;20）。PYL蛋白作為ABA受體，在植物體內(nèi)過量表達(dá)能提高植物對(duì)ABA的敏感性，使ABA加強(qiáng)對(duì)種子萌發(fā)和植物生長(zhǎng)的抑制效應(yīng)。菊花腦中CnPYL基因在各個(gè)組織中都有表達(dá)（FPKMgt;0），多數(shù)組織也有高表達(dá)基因（FPKMgt;20），這也在一定程度上證實(shí)了PYLs基因功能的多樣性。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

植物激素脫落酸對(duì)調(diào)節(jié)植物發(fā)育和響應(yīng)非生物和生物脅迫反應(yīng)中具有十分關(guān)鍵的作用[21-22]。PYL蛋白是ABA的直接受體蛋白，主要參與調(diào)控ABA的信號(hào)傳導(dǎo)。目前已在棉花（27個(gè)GhPYLs基因）[9]、蒺藜苜蓿（14個(gè)MtrPYLs基因）[23]、水稻（12個(gè)OsPYLs基因）[24]等多個(gè)物種中鑒定出該基因家族。本研究在菊花腦中鑒定出11個(gè)CnPYLs基因，菊花腦中PYL基因數(shù)量與蒺藜苜蓿、水稻、棉花等物種相比較少。蛋白理化性質(zhì)分析表明，菊花腦PYL基因家族成員的平均分子質(zhì)量為20.95 kD，平均pI為6.57（表1）。CnPYL有2個(gè)蛋白質(zhì)為堿性，其余為酸性蛋白；該基因家族中，所有蛋白均為親水性，這些性質(zhì)和其他物種中報(bào)道一致[23-25]。在擬南芥、水稻、菊花腦PYL家族基因的系統(tǒng)進(jìn)化樹分析中，筆者發(fā)現(xiàn)菊花腦CnPYL家族的11個(gè)基因可以分為3個(gè)亞家族。其中，CnPYL1與AtPYL4的進(jìn)化距離最近，二者功能可能有相似之處，CnPYL1可能也參與了ABA和干旱引起的氣孔運(yùn)動(dòng)和根系伸長(zhǎng)等過程[25]。此外，motif1在所有亞家族中都存在，這表明它在菊花腦PYL基因家族的進(jìn)化過程中是較為保守的。

通過對(duì)菊花腦PYL基因組中基因重復(fù)分析，我們可以更清晰地認(rèn)識(shí)該基因家族的擴(kuò)展與作用。本研究發(fā)現(xiàn)，菊花腦PYL基因家族中只有2對(duì)基因存在共線性，分別是CnPYL7和CnPYL2、CnPYL4和CnPYL9，基因復(fù)制現(xiàn)象不顯著，只存在片段重復(fù)。通過與擬南芥和水稻共線性分析，筆者發(fā)現(xiàn)菊花腦PYL基因和擬南芥之間的關(guān)聯(lián)性較高，推測(cè)菊花腦PYL基因在進(jìn)化關(guān)系上和雙子葉植物PYL基因更為接近。這些結(jié)果與草莓PYL基因家族的研究結(jié)果較一致[26]。在植物進(jìn)化過程中，有著類似內(nèi)含子-外顯子結(jié)構(gòu)和保守基序的基因通常功能類似[20]。進(jìn)一步對(duì)基因結(jié)構(gòu)分析，筆者發(fā)現(xiàn)亞家族Ⅰ中除了CnPYL8以外，其余基因均有2個(gè)內(nèi)含子，亞家族Ⅱ、Ⅲ中的基因沒有內(nèi)含子。在11個(gè)CnPYLs基因中，基因內(nèi)含子數(shù)量均小于4個(gè)，并且亞家族Ⅱ、Ⅲ中不含有內(nèi)含子。這表明有內(nèi)含子丟失的存在，PYL基因內(nèi)含子丟失的現(xiàn)象在其他物種中也普遍存在[11，27]。

啟動(dòng)子順式作用元件分析和轉(zhuǎn)錄因子預(yù)測(cè)是預(yù)測(cè)基因潛在功能的有效手段[28]。與其他物種一樣，CnPYLs基因啟動(dòng)子中主要有以下4種順式作用元件：逆境脅迫響應(yīng)元件、生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)元件、激素響應(yīng)元件和光響應(yīng)元件[26-27]。

PYL基因在植物的各個(gè)組織和不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段中功能具有多樣性[26]。因此，研究CnPYLs基因在菊花腦不同組織中的表達(dá)譜可為了解它們多樣性的功能提供依據(jù)。大量研究發(fā)現(xiàn)，PYL基因在植物的根、種子、葉、花等多種組織中均有表達(dá)[29-31]。小麥中TaPYL33、TaPYL35和TaPYL37在籽粒中的表達(dá)量較高，TaPYL30、TaPYL32和TaPYL34在根系中的表達(dá)水平最高[30]。水稻中大多數(shù)PYLs在組織中的均能檢測(cè)到，但表達(dá)量具有差異性。OsPYL2和OsPYL9在所有組織中的表達(dá)量都很高，OsPYL7、OsPYL8主要在胚中高表達(dá)，只有OsPYL1在根中高表達(dá)[31]。本研究中，PYL基因家族具有組織特異性表達(dá)模式。CnPYL5在根中的表達(dá)量較高，CnPYL1在葉組織中的表達(dá)量最高。據(jù)報(bào)道，在ABA存在下，AtPYL1的過量表達(dá)對(duì)擬南芥種子萌發(fā)有抑制作用[32]。菊花腦中對(duì)應(yīng)的同源基因CnPYL7在各組織中均為高表達(dá)，其可能參與了種子休眠過程。

3.2 結(jié)論

本研究利用生物信息學(xué)方法鑒定和分析了菊花腦的11個(gè)PYL家族基因。由蛋白理化性質(zhì)分析可知，CnPYL蛋白均為親水蛋白。通過系統(tǒng)進(jìn)化分析，本研究將CnPYL分為3個(gè)亞家族，即亞家族Ⅰ、亞家族Ⅱ和亞家族Ⅲ。亞家族內(nèi)的成員在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和保守基序上較為相似。CnPYLs基因啟動(dòng)子區(qū)域存在多種與脅迫相應(yīng)和激素響應(yīng)密切相關(guān)的順式作用元件，同時(shí)CnPYLs基因的表達(dá)具有組織特異性。這些結(jié)果為探究菊花腦PYL基因家族的功能提供了參考。

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