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花生TCP转录因子的全基因组鉴定及组织表达特性分析

2021-05-13赵孝东甄萍萍陈明娜潘丽娟禹山林迟晓元张建成

作物杂志 2021年2期

王 通 赵孝东 甄萍萍 陈 静 陈明娜 陈 娜 潘丽娟 王 冕 许 静 禹山林 迟晓元 张建成

(1山东省花生研究所/农业农村部花生生物学与遗传育种重点实验室,266100,山东青岛;2临沂市农业科学院,276012,山东临沂;3德州市临邑县农业农村局,251500,山东德州)

TCP蛋白是植物特有的转录因子家族,其在各类高等植物的生长发育和胁迫响应过程中都有重要作用[1-2]。TCP的命名源自TB1(teosinte branched1)基因[3]、CYC(cycloidea)基因[4]、PCF1(proliferatingcellfactors1)和PCF2(proliferating cellfactors2)基因[4],该类基因编码产物的N-端均有1个55~59个氨基酸且高度保守的结构域,并形成1个非典型的螺旋-环-螺旋结构(bHLH),其中2个螺旋结构均由保守的亲水氨基酸构成。bHLH的主要功能是参与DNA结合、蛋白-蛋白互作和蛋白定位等[2,5-6]。根据该保守结构域的差异,TCP家族成员可划分为2个亚家族——亚家族Ⅰ(PCF)和亚家族Ⅱ(CYC/CIN)[7],与亚家族Ⅱ相比,亚家族Ⅰ在basic保守结构域缺少4个氨基酸,且亚家族Ⅰ序列同源性较高,而亚家族Ⅱ中各成员差异较大,可进一步划分为2个分支——CYC/TB1和CIN[8],且亚家族Ⅱ的成员均存在1个富含精氨酸基序的R保守结构域,Martín-Trillo等[7]推测该结构域与蛋白质互作有关。

据报道,TCP转录因子参与植物多种生理和生物学过程,主要包括侧枝形成[9]、叶形态建成[10]、花的发育[11]、种子萌发[12]、激素代谢途径[13]、逆境响应[14]和植物昼夜节律的调控[15]等。例如,在拟南芥种子萌发过程中,AtTCP14和AtTCP15既可通过赤霉素信号途径调控胚的发育[12],还能与泛素受体(DA1、DAR1和DAR2)结合来调节叶片形态和节间长度[10]。AtTCP20和AtTCP9通过茉莉酸信号途径调控叶片发育和衰老[16]。而AtTCP16在雄孢子中有显著表达功能,其下调表达可导致50%的花粉发育异常[17]。……

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