Page 60 - 《广西植物》2026年第5期

７ ９ ２ 广 西 植 物 ４６ 卷
( Ｍｉｚｕｎｏ ＆ Ｎａｋａｍｉｃｈｉꎬ ２００５ )ꎮ Ｐｒｕｎｅｄａ￣Ｐａｚ 等 Ｐｆａｍ(Ｍｉｓｔｒｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)数据库验证 ＰＲＲ 特征结
(２００９)研究表明ꎬＰＲＲ１ 基因可直接调控 ＣＣＡ１ 与 构 域 ( 包 括 Ｒｅｃ ｒｅｃｅｉｖｅｒ 结 构 域 与 ｐｓｅｕｄｏ￣
ＬＨＹ 的表达水平ꎻＰＲＲ７ 作为关键的光周期调节因 ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ 结构域)的存在ꎮ
子ꎬ通过抑制下游靶基因参与调控植物生长、发 １.２ ＰＲＲ 蛋白的系统发育分析

育、开花及非生物胁迫响应ꎮ 在拟南芥中ꎬＰＲＲ７ 对获得的 ＰＲＲ 完整蛋白序列通过 ＭＵＳＣＬＥ ２８
的过表达会抑制 ＣＣＡ１ / ＬＨＹ 的表达ꎬ破坏正常昼夜 (Ｅｄｇａｒꎬ ２００４) 进行多序列比对后ꎬ采用 ＩＱ￣ＴＲＥＥ

节律 并 影 响 活 性 氧 代 谢 平 衡 ( Ｎａｋａｍｉｃｈｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 软件构建最大似然系统发育树( 设置１ ０００次超快
２０１０ꎻ Ｌａｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 此外ꎬ生物钟的调控范围 速自举重复)ꎬ通过 ｉＴＯＬ(Ｌｅｔｕｎｉｃ ＆ Ｂｏｒｋꎬ ２００７)平
还延伸至众多参与盐、脱水、渗透及冷胁迫应答的 台完成进化树的可视化与注释ꎮ
基因( Ｋｒｅｐｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２)ꎮ 例 如ꎬ 高 粱 ( Ｓｏｒｇｈｕｍ １.３ ＰＲＲ 蛋白的结构表征
ｂｉｃｏｌｏｒ) ＰＲＲ３７ 基因( ＳｂＰＲＲ３７) 的表达受光感受 对鉴定的 ＰＲＲ 蛋白进行结构特征分析ꎬ基序分
２８
器 ＰＨＯＴ 基因调控ꎬ进而影响开花时间ꎻ而 ＰＲＲ５￣ 析:采用 ＭＥＭＥ Ｓｕｉｔｅ 检测保守基序(参数设置为最
ＶＰ 在拟南芥中被证实可显著增强植株对低温、干 大基序数 １０ꎬ基序宽度 ６ ~ ５０ 个氨基酸ꎮ 基因结构
旱及 高 盐 胁 迫 的 耐 受 能 力 ( Ｎａｋａｍｉｃｈｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ 分析:基于 ＴＢｔｏｏｌｓ 和 ＧＦＦ３ 文件ꎬ结合 ＣｏｔｔｏｎＧｅｎ(Ｗａｎｇ
２０１６)ꎮ 综上表明ꎬＰＲＲ 基因在提高作物环境适应 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)和 ＮＣＢＩ Ｂａｔｃｈ ＣＤ￣Ｓｅａｒｃｈ(Ｍａｒｃｈｌｅｒ￣Ｂａｕｅｒ
性、胁迫抗性及生物量方面具有重要潜力ꎮ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)绘制外显子－内含子结构图ꎮ
尽管 ＰＲＲ 基因在大部分植物中的功能已有较 １.４ 启动子顺式调控元件分析
为系统的研究ꎬ但在棉花这一重要经济作物中ꎬ其 通过使用 ＰｌａｎｔＣＡＲＥ( Ｌｅｓｃｏｔ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２) 扫
家族成员的进化路径、结构分化规律及其在纤维发 描启动子区域(转录起始位点上游 ３ ０００ ｂｐ) 以识
育与逆境响应中的调控机制仍不明确ꎮ 为系统解 别顺 式 调 控 元 件 ( ＣＡＲＥｓ)ꎻ 通 过 Ｒ 语 言 中 的
析棉花 ＰＲＲ 基因的进化与功能特征ꎬ本研究围绕以 ｇｇｐｌｏｔ２ 对元件的分布进行统计分析并可视化ꎮ
下 ３ 个核心问题展开:(１) 明确棉花 ＰＲＲ 基因家族 １.５ 物种间共线性分析
在进化过程中的功能分化特征ꎻ(２) 揭示棉花 ＰＲＲ 利用 ＭＣＳｃａｎＸ( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２) 识别鉴定
基因启动子调控元件的物种特异性ꎻ(３) 阐明 ＰＲＲ 棉花基因组间的同源基因对( 筛选标准为相互最
￣１０
基因在棉花组织发育及逆境响应中的调控作用ꎮ 佳 ＢＬＡＳＴＰ 命中ꎬＥ 值 < １ｅ )及共线性区块ꎬ并通
基于上述目标ꎬ本研究整合染色体定位、基因结构、 过 ｊｃｖｉ. ｇｒａｐｈｉｃｓ. ｓｙｎｔｅｎｙ ( Ｔａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２４ ) 与
保守基序与系统进化分析ꎬ结合四倍体棉花不同组 Ｍａｔｐｌｏｔｌｉｂ 工具可视化共线性关系ꎮ
织的表达谱及胁迫诱导表达数据ꎬ系统鉴定 ＰＲＲ 家 １.６ ＲＮＡ￣ｓｅｑ 数据处理
族成员并深入解析其结构特征与表达模式ꎬ以期为 从 ＮＣＢＩ ＳＲＡ / ＧＥＯ(Ｚｈａｎｇ Ｔ Ｚ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)获
揭示昼夜节律核心组分 ＰＲＲ 在棉花光周期响应与 取陆地棉 ＴＭ￣１ 品种的公共 ＲＮＡ￣ｓｅｑ 数据ꎬ经质量
胁迫应答中的分子机制提供新的见解ꎮ 控制和修剪后ꎬ使用 ＨＩＳＡＴ２ 与 ＳｔｒｉｎｇＴｉｅ 进行序列
比对与转录本组装ꎬ并计算获得 ＦＰＫＭ 表达量ꎮ
１ 材料与方法 １.７ ＰＲＲ 基因的表达谱分析
整合来自 ＣＯＤ(Ａｈｍａｄ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１)数据库及
１.１ ＰＲＲ 基因家族成员的鉴定 本研究前述步骤的 ＦＰＫＭ 数据ꎬ利用 ＴＢｔｏｏｌｓ( Ｃｈｅｎ
为系统地鉴定拟南芥及 ４ 个棉花物种中的伪 ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)进行基因水平的 Ｚ￣ｓｃｏｒｅ 标准化与层
响应调节因子基因ꎬ本研究采用标准生物信息学 次聚类分析ꎬ并通过热图展示不同条件下 ＰＲＲ 基
流程进行分析:(１) 以已知 ＰＲＲ 核心蛋白序列为 因的表达模式ꎮ
查询模板ꎬ对目标物种蛋白质组进行 ＢＬＡＳＴＰ 同源
搜索(Ｃａｍａｃｈｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９) ( Ｅ 值 <１ｅ )ꎻ(２) 基 ２ 结果与分析
－５
于高分片段对整合结果ꎬ利用 Ｇｅｎｅｗｉｓｅ 软件预测
完整编码区及外显子－内含子结构ꎻ(３) 通过比对 ２.１ 棉花 ＰＲＲ 基因的全基因组鉴定与定位
物种特异性参考蛋白质组去除冗余序列ꎬ并借助 为系统解析棉花 ＰＲＲ 基因家族ꎬ本研究整合