郑军¹, 乔玲¹, 赵佳佳¹, 乔麟轶², 张世昌², 常建忠², 汤才国^3*,*,, 杨三维^1*,*,
1山西省农业科学院小麦研究所, 临汾 041000
²山西省农业科学院作物科学研究所, 作物遗传与分子改良山西省重点实验室, 太原 030031
³中国科学院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所, 合肥 230031
Zheng Jun¹, Qiao Ling¹, Zhao Jiajia¹, Qiao Linyi², Zhang Shichang², Chang Jianzhong², Tang Caiguo^3,*,, Yang Sanwei^1,*,
1Institute of Wheat Research, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Linfen 041000, China
²Shanxi Key Laboratory of Crop Genetics and Molecular Improvement, Institute of Crop Science, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China
³Hefei Institutes of Physical Science, Institute of Technical Biology & Agriculture Engineering, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China
引用本文
郑军, 乔玲, 赵佳佳, 乔麟轶, 张世昌, 常建忠, 汤才国, 杨三维. 粗山羊草家族基因序列分析及激素响应. , 2017, 52(2): 188-201

贡献者
* 通讯作者。E-mail: tcgpinder@126.com; ysvysv@163.com
基金资助
国家自然科学基金青年基金(No.31601307)、山西省农业攻关(No.20150311001-5)、山西省自然科学基金(No.2016011001)和山西省农业科学院博士基金(No.YBSJJ1503);
接受日期:2016-03-18接受日期:2016-08-4网络出版日期:2017-04-10
-->Copyright
20172010 《植物学报》编辑部

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History
Received:Accepted:Online:

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摘要:开花是植物生长发育的重要过程。CCT家族基因在植物中广泛存在, 参与植物花期的调控过程。该文从粗山羊草(Aegilops tauschii)全基因组中分离出26个CCT基因, 它们分布于7对染色体上, 按照排列顺序将其命名为AetCCT1-26。AetCCT蛋白分子量介于14.9 kDa (AetCCT3)-83.2 kDa (AetCCT12)之间, 其中有25个蛋白包含完整的CCT保守结构域。系统发育分析显示, 12对粗山羊草/乌拉尔图小麦(Triticum urartu) CCT蛋白和9对粗山羊草/水稻(Oryza sativa) CCT蛋白为直系同源蛋白。通过公共数据的数字表达分析表明, AetCCT具有组织特异性和组成型2种表达形式, 其中AetCCT3、AetCCT4、AetCCT7及AetCCT9等9个基因在大部分组织中都有表达, 而AetCCT15、AetCCT21和AetCCT25等基因分别在种子、叶和根等少数组织中特异表达。AetCCT家族可以响应不同外源激素, 施用激素24小时和72小时后各成员对激素响应整体表现一致, 但不同成员对于不同激素的响应存在差异, 表明该家族成员在功能和行使方式等方面具有一定的多样性, 可能参与不同生长发育过程。光照条件影响AetCCT的表达, 说明光照和春化作用是影响与调控该家族基因表达的重要因素。研究结果有助于探索小麦(T. aestivum)进化、驯化和演变的规律, 以及认识重要农艺性状的形成与互作网络。
关键词: 粗山羊草 ; CCT基因家族 ; 序列分析 ; 激素响应

Abstract: The control of flowering time is a crucial environmental adaptation in plants; numerous CCT domain genes control flowering in plants. Bioinformatics was used for a genome-wide research of CCT domain genes in Aegilops tauschii. In this study, 26 CCT domain genes were identified in A. tauschii, distributed on seven chromosomes of the A. tauschii genome. The predicted molecular weight of this family was spread over 14.9 to 83.2 kDa, and 25 proteins contain a complete CCT conserved structure domain. Twelve pairs of A. tauschii-Triticum urartu and 9 pairs of A. tauschii-rice CCT proteins were orthologous in the phylogenetic tree. Specific expression and constitutive expression were found in the CCT gene family; nine AetCCT genes were constitutively expressed in all organisms, including AetCCT3, AetCCT4, AetCCT7 and AetCCT9; AetCCT15, AetCCT21 and AetCCT25 were specifically expressed in leaf, seed and roots of A. tauschii, respectively. Moreover, the members responded to phytohormone treatments differently, which suggested a complex function and characteristic in metabolism of this family. Light conditions affect the expression of AetCCT, and this gene family is regulated by photoperiod and vernalization. The results of this paper not only provide useful information for wheat evolution studies, but also provide theory basis for comprehensive understanding of formation and interaction characteristics of important traits.

Key words:Aegilops tauschii ; CCT gene family ; sequence analysis ; responses to phytohormones


小麦(Triticum aestivum)是世界上重要的粮食作物, 种植区域极为广泛, 目前只有少数与小麦花期和春化相关的基因被克隆。其中VRN1、VRN2与VRN3被认为是春化途径中3个关键基因(Yan et al., 2006); 而zCCT1、zCCT2、Ppd以及CO则是调控光周期的主要基因(Trevaskis et al., 2007; Dennis and Peacock, 2009)。小麦具有广泛的适应性, 能适应不同的地理和生态环境, 抽穗期不可能仅由少数几个基因控制, 因此尚有许多相关调控基因未被发现。而CCT家族基因在植物生长发育过程中起着非常重要的作用, 可能参与小麦驯化和改良过程。由于小麦基因组庞大, 导致其研究相对滞后, 与花期、产量、非生物逆境以及生长发育等方面相关的基因克隆进展缓慢。作为小麦D基因组供体, 粗山羊草(Aegilops tauschii)已经完成基因组测序, 功能基因组和单倍型图谱正在构建, 这将极大地促进小麦基因组研究, 也为小麦的驯化和传播研究提供重要思路和线索。目前, 水稻、拟南芥和大麦(Hordeum vulgare) CCT家族成员的组成已基本清楚(Cockram et al., 2012), 而小麦D基因组供体粗山羊草中CCT基因分类、数量及功能尚未见相关报道。本研究采用生物信息学方法分离了粗山羊草CCT家族基因(AetCCT), 进一步分析了该家族成员的染色体位置、序列特征、基因结构、表达、进化以及对外源激素的响应, 相关结果可为禾谷类作物CCT基因家族的深入研究与利用提供有价值的信息。

1 材料与方法1.1 数据来源粗山羊草(Aegilops tauschii Cosson.)基因组序列、蛋白序列和表达数据均来自AGDB数据库(http://dd. agrinome.org/)。粗山羊草定位序列片段和小麦(Triti- cum aestivum L.) EST标记信息来自GrainGene2.0数据库(http://wheat.pw.usda.gov/)。拟南芥(Arabi- dopsis thaliana (L.) Heynh.)、水稻 (Oryza sativa L.)和小麦CCT蛋白序列下载自NCBI (http://www.ncbi. nlm.nih.gov/)。

1.2 粗山羊草CCT蛋白序列的分离和检测下载蛋白和基因组数据后建立本地BLAST数据库。从Pfam数据库(http://pfam.sanger.ac.uk/)中下载CCT家族(登录号为PF06203)的隐马尔可夫模型文件, 在HMMER软件中检索本地蛋白序列数据库, 剔除冗余序列。利用SMART工具(http://smart.emblhei-del- berg.de)对非冗余序列进行CCT蛋白保守结构域的检查, E值设定为1.0。

1.3 蛋白理化性质、基序和系统发生分析用DNAstar中的Editseq软件获得CCT蛋白序列的相对分子量及等电点等信息。
采用MEME工具(http://meme.nbcr.net/)扫描CCT保守基序。参数设置为: 基序长度范围10-300个氨基酸残基, 基序最大发现数目4个, 其它参数为默认值。
选取98个近缘植物CCT蛋白用于构建系统发生树, 其中包括26个粗山羊草CCT蛋白、3个小麦CCT蛋白、27个乌拉尔图小麦(T. urartu) CCT蛋白、23个水稻CCT蛋白和19个拟南芥CCT蛋白。用Clustal X软件进行蛋白多序列联配, 采用邻接法(neighbor- joining method)构建CCT蛋白的系统发生树。系统发生分析结果的输出借助MEGA软件, Bootstrap值设置为1 000。

1.4 基因序列结构分析、染色体定位和QTL定位采用GSDS软件(http://gsds.cbi.pku.edu.cn/)分析基因结构。将CCT基因组序列提交至GrainGene2.0数据库, 检索相似性>95%、E值为0.0的粗山羊草序列片段。通过基因组序列比对获得相关EST序列。根据染色体位置对CCT基因进行命名, 利用上述序列片段的定位信息和EST标记信息, 将AetCCT家族的不同成员整合到相关分子图谱上。
利用Y201和Y2272构建F_2:3家系, 对220个株系(由中国农业科学院作物科学研究所馈赠)进行共定位分析。抽穗期鉴定在中国农业科学院作物科学研究所实验地中进行。SSR标记根据GrainGene2.0发布的信息合成。采用Mapmaker/exp3.0软件对分离群体的花期和分子标记数据进行连锁分析, 利用Kosambi函数将重组率转化为遗传距离, 用Mapdraw整合连锁图。

1.5 基因表达热图和启动子区域分析从AGDB数据库中检索AetCCT基因在8个组织器官中的EST数据。对相关表达数据进行log2转换处理, 利用Mev软件对基因表达数据进行聚类分析。截取起始密码子上游1 500 bp的基因组序列作为启动子区, 利用PlantCARE (http://bioinformatics.pAet.ugent.be/ webtools/plantcare/html)数据库分析基因的顺式作用组件。

1.6 植物材料及激素处理对粗山羊草Y2282 (AL8/78)进行外源激素处理, 处理浓度为: 生长素 (auxin, IAA) 2 mmol·L^-1, 油菜素内酯(brassinolide, BL) 1 mmol·L^-1, 赤霉素(gibberellic acid-4, GA₄) 1 mmol·L^-1, 萘乙酸(naphthylacetic acid, NAA) 5 mmol·L^-1, 茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA) 1 mmol·L^-1, 水杨酸(salicylic acid, SA) 15 mmol·L^-1。以蒸馏水处理作为对照。处理方法为用喷雾器整株喷施, 在喷施后24小时和72小时取样, 取根、茎、旗叶和幼穗等组织进行液氮处理, 在超低温冰箱中保存。

1.7 不同光照条件下基因表达分析以粗山羊草Y2282为材料进行基因表达分析。实验设置4个处理, 分别为未春化-长日照(16小时光照/8小时黑暗)、未春化-短日照(8小时光照/16小时黑暗)、春化-长日照(16小时光照/8小时黑暗)和春化-短日照(8小时光照/16小时黑暗)。待Y2282出苗后于4°C春化25天, 在春化1天、5天时播种非春化组。幼苗在光温培养箱中生长, 光照强度为38 μmol·m^-2·s^-1, 温度为23°C。不同处理均在拔节期取样。根、茎、旗叶和幼穗分别取自3个单株。

1.8 总RNA提取及基因表达分析每份材料均取自3个单株, 液氮速冻, -80°C保存。RNA提取和cDNA制备参考Zheng (2014)的方法, 不同组织样品在提取RNA后, 用核酸测定仪检测浓度, 取等量RNA样品混合进行反转录。Realtime-PCR检测按照Takara SYBR Premix Ex Taq使用说明操作, 在ABI7300 Realtime PCR仪上运行, 以甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)作为内参, 用2^-ΔΔCT计算目标基因的相对表达量。激素处理后, 研究施用组与对照组中相同基因的表达差异, 利用GAPDH进行组间校正。

2 结果与讨论2.1 粗山羊草CCT家族基因的分离和染色体定位经登录PFAM网站查询, 得到CCT家族蛋白保守结构域编号为PF06203, 保守蛋白结构域序列为EAALL- RYKEKRKTRKFEKKIRYESRKAVAESRPRVKGR- FVKQA。我们利用隐马模型文件在本地蛋白数据库中进行检索及CCT保守结构域检测, 共获得26条粗山羊草CCT蛋白序列, 根据序列编号获得对应的CDS序列和基因组序列。利用GrainGene2.0数据库中的定位结果, 将得到的26条序列定位于粗山羊草的7条染色体上(图1)。根据所在染色体的位置信息, 将上述CCT基因依次命名为AetCCT1-26 (表1)。其中AetCCT5和AetCCT6位于同一条scaffold上, 是1对串联重复基因。
由定位结果可知, AetCCT各成员在7条染色体上均有分布, 在4D和7D上分布较多, 均为6个; AetCCT基因在1D、2D、3D、5D和6D上的分布数目分别为3、3、2、4和2个。在此基础上, 我们利用Y201和Y2272的F_2:3家系进行抽穗期QTL和AetCCT共定位。从图1可以看出, 包含CCT基因的QTL共有7个, 除3D染色体上未定位到相关QTL, 其余染色体均有抽穗期相关QTL, 表明对应成员可能与粗山羊草抽穗相关。
图1https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_1.png
Figure 1https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_1.png

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图1
粗山羊草CCT家族基因的染色体定位和QTL定位
左侧为遗传标尺, 黑色表示抽穗期QTL与AetCCT的共定位结果。
Figure 1
Chromosome mapping and QTL distribution of CCT genes in Aegilops tauschii genome
Genetic scale is indicated on the left side of chromosomes, the heading date QTLs are indicated on the right side of the chromosomes in black.



2.2 AetCCT基因结构分析26个AetCCT基因在序列长度和内含子(外显子)数目等方面差异较大。序列最长的基因为AetCCT12, 其序列长度为4 521 bp; 而最短的是AetCCT15, 其序列长度仅为603 bp。通过聚类分析将26个AetCCT基因划分为5组(图2)。基因结构分析表明, AetCCT基因中分别包括1、6、5、4、4、3和3个成员, 分别包含0、1、2、3、4、5和7个内含子, 差异较大。从基因结构中发现, CCT各基序都是由其中较大的外显子编码。
图2https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_2.png
Figure 2https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_2.png

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图2
粗山羊草AetCCT基因结构
棒状结构代表外显子部分, 线状代表内含子部分。
Figure 2
Intron-exon structures of CCT genes in Aegilops tauschii
Exons are represented by bars, introns are represented by connecting lines.



2.3 AetCCT蛋白基序分析AetCCT蛋白的分子量变化范围较大, 从14.9 kDa (Aet- CCT3)至83.2 kDa (AetCCT12); 等电点范围从4.2 (AetCCT13)至10.2 (AetCCT14)。基序分析结果表明, AetCCT家族共包含4个基序(图3), 其中Motif1和Motif2为CCT保守结构域, Motif3为REC基序, Motif4为B-box基序(图4)。Logo图中显示Motif1和Motif2的保守性明显高于Motif3和Motif4。有25个(占96.2%) AetCCT蛋白具有Motif1和Motif2, 而AetCCT13包含了部分CCT结构, 只含有Motif2。另外, AetCCT4、7、9和12 (4个蛋白, 占15.4%)蛋白含有Motif3, AetCCT5、11、19、21、22和25 (6个蛋白, 占23.1%)蛋白含有Motif4。
图3https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_3.png
Figure 3https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_3.png

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图3
粗山羊草CCT蛋白基序的分布
Figure 3
Motif distribution of AetCCT proteins in Aegilops tauschii


图4https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_4.png
Figure 4https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_4.png

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图4
粗山羊草CCT蛋白序列的基序
Figure 4
Motifs of CCT proteins in Aegilops tauschii



2.4 AetCCT蛋白的系统进化分析选取98个近缘植物CCT蛋白用于系统发生树的构建。我们发现各物种CCT蛋白可分为9组(图5), 相关CCT家族成员在进化树的各分支中均有分布。AetCCT与小麦CCT亲缘关系最近, 其次为乌拉尔图小麦、水稻和拟南芥, 其中第2、3、4、6和9组中同时包含拟南芥和禾本科植物CCT蛋白序列, 而且有5对旁系同源拟南芥CCT, 推测这类CCT基因的分化在单、双子叶植物分化之前以物种特有的方式进行扩张。26个AetCCT蛋白中, 有12个与乌拉尔图小麦CCT蛋白直系同源, 9个与水稻CCT蛋白、1个与小麦CCT蛋白直系同源, 未发现处于同一分支的粗山羊草和拟南芥CCT蛋白。此外, AetCCT4与TaPpd-A1 (EU117146)和TaPpd-D1 (EU118678)直系同源, AetCCT12与OsPRR73 (Os03g17570)直系同源, 而TaPpd-1和OsPRR73已被证实调控植物的开花过程。AetCCT17独立于各分支, 推测其为粗山羊草特有, 具有物种特异性。
图5https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_5.png
Figure 5https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_5.png

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图5
CCT蛋白的系统发生
乌拉尔图小麦和粗山羊草的CCT蛋白分别用三角形和圆形标注。
Figure 5
Phylogenesis of CCT proteins
CCT proteins of Triticum urartu and Aegilops tauschii were indicated by triangles and circles, respectively.



2.5 AetCCT家族基因启动子序列分析截取AetCCT基因起始密码子上游1 500 bp的基因组序列, 对启动子区参与激素响应的顺式作用组件进行分析。在启动子区发现与不同激素响应有关的9种顺式作用组件, 分别是与脱落酸响应有关的ABRE Motif、与MeJA调控相关的CGTCA Motif、与GA₄调控相关的GARE Motif、P-Box和TATC-box、与IAA相关的TGA-Element和AuxRR Core Motif、与乙烯响应有关的ERE Motif及与SA调控相关的TCA-Element。从图6可以看出, 启动子区域顺式作用组件的类型在AetCCT成员间存在差异, 暗示AetCCT家族成员可通过不同的激素调控途径广泛参与粗山羊草的生长发育。
图6https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_6.png
Figure 6https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_6.png

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图6
粗山羊草CCT基因启动子区激素响应的顺式作用组件
Figure 6
Cis-elements in CCT genes promoters in response to phytohormones of Aegilops tauschii


表1
Table 1
表1
表1 粗山羊草CCT家族基因 Table 1 CCT gene family in Aegilops tauschii

Gene	Length (bp)	CDS	Scaffold	Location	Mapped seq.	Chromosome
AetCCT1	2211	AEGTA18365	Scaffold4528	49937-52147	AT1D0317	1DL
AetCCT2	1836	AEGTA21580	Scaffold71509	42038-43873	AT1D0523	1DL
AetCCT3	1333	AEGTA27323	Scaffold97182	45576-47039	AT1D0969	1DL
AetCCT4	3096	AEGTA10532	Scaffold38896	10923-14018	AT2D1124	2DS
AetCCT5	2241	AEGTA13911	Scaffold30755	94901-97141	AT2D1581	2DS
AetCCT6	2157	AEGTA00203	Scaffold30755	129179-131557	AT2D1581	2DS
AetCCT7	2226	AEGTA31460	Scaffold77907	6990-9215	AT3D2607	3DS
AetCCT8	1134	AEGTA06337	Scaffold4745	59908-61041	AT3D3130	3DL
AetCCT9	2692	AEGTA28548	Scaffold28581	76532-79223	AT4D3632	4DS
AetCCT10	606	AEGTA01709	Scaffold50727	43106-43711	AT4D3683	4DS
AetCCT11	3208	AEGTA21446	Scaffold108	140572-143968	AT4D3728	4DL
AetCCT12	4521	AEGTA31746	Scaffold2864	19243-23723	AT4D3886	4DL
AetCCT13	2234	AEGTA18304	Scaffold98624	23875-26108	BE403305	4DL
AetCCT14	2878	AEGTA13770	Scaffold12030	253420-256287	AT4D4194	4DL
AetCCT15	603	AEGTA33063	Scaffold24714	5731-6333	AT5D4519	5DL
AetCCT16	1059	AEGTA03508	Scaffold185863	19051-20109	AT5D4590	5DL
AetCCT17	2404	AEGTA04421	Scaffold53469	30253-32656	AT5D5030	5DL
AetCCT18	738	AEGTA32221	Scaffold7166	12609-13346	AT5D5201	5DL
AetCCT19	3597	AEGTA05461	Scaffold106936	10967-14734	AT6D5284	6DS
AetCCT20	1188	AEGTA21198	Scaffold137524	2620-3965	AT6D5798	6DL
AetCCT21	2031	AEGTA15475	Scaffold71269	16605-18635	AT7D6397	7DS
AetCCT22	2781	AEGTA31079	Scaffold66553	48279-51059	AT7D6416	7DS
AetCCT23	3075	AEGTA08066	Scaffold6305	52570-55644	AT7D6716	7DS
AetCCT24	1521	AEGTA13638	Scaffold7100	34283-35803	AT7D7002	7DL
AetCCT25	742	AEGTA03492	Scaffold116052	16157-16929	AT7D7027	7DL
AetCCT26	2036	AEGTA22574	Scaffold16211	9228-11710	AT7D7167	7DL

表1
粗山羊草CCT家族基因
Table 1
CCT gene family in Aegilops tauschii



2.6 AetCCT基因家族数字表达分析随着第2代测序技术的快速发展, 公共数据库中含有大量不同生长时期组织的转录组和基因表达数据, 这为准确预测和分析AetCCT表达奠定了基础。我们对AGDB数据库中检索得到22个AetCCT基因在9个不同组织和器官的表达数据进行分析。从图7可以看出, AetCCT基因主要有2种表达模式, 一种为组成型表达, 在各生育时期和组织中均检测出, 如AetCCT3、4、7、9、12、17、18、22和26; 另一种为组织特异性表达, 如AetCCT15、AetCCT21和AetCCT25, 分别在种子、叶和根中有较高表达。由此表明, 该家族成员在其功能和行使方式两方面都具有一定的多样性。此外, 结构相似的基因表达模式也不一定相同; 不同成员可能参与粗山羊草的不同生长发育过程。
图7https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_7.png
Figure 7https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_7.png

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图7
粗山羊草CCT家族基因在不同组织和生长发育阶段的表达
Figure 7
Expression profile of CCT genes in different tissues and developmental stages of Aegilops tauschii



2.7 AetCCT基因对不同激素的响应模式植物的各种生长发育过程大多与激素密切相关。在分析启动子区顺式作用组件的基础上, 我们进一步研究了6种主要植物激素处理后AetCCT基因的表达变化, 研究结果有助于了解AetCCT各成员的功能和作用方式。在用IAA、NAA、BL、GA₄、MeJA和SA处理后, 我们检测到17个AetCCT基因的表达(图8), 另外9个基因由于表达量过低而忽略不计。AetCCT基因家族成员的表达对IAA、NAA、BL和GA₄响应程度不同。除AetCCT17、AetCCT21和AetCCT22受赤霉素抑制外, 其余成员均为促进作用, 即表达量升高。其中施用24小时后, AetCCT8和AetCCT11表达量最高, 分别较对照高12.7和6.4倍。AetCCT不同成员对IAA和NAA的响应趋势基本一致, 2种激素可以诱导AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18、AetCCT19和AetCCT20的上调表达, AetCCT7、AetCCT12和AetCCT22则为下调表达。AetCCT基因家族仅少数成员响应BL。例如, 在BL处理下, AetCCT7、AetCCT18和AetCCT19的表达量提高。AetCCT成员对MeJA和SA多表现为不敏感, 施用后只有少数成员响应, 其中AetCCT8和AetCCT- 17在MeJA和SA处理条件下表达量提高; SA则抑制AetCCT26的表达。AetCCT17对5种激素有明显响应, 除对GA₄表现为下调表达外, 其余4种激素均促进基因表达。AetCCT4、AetCCT7、AetCCT18、AetCCT19和AetCCT20对4种激素产生响应, 不同基因对激素类型的响应机制不同。激素处理24和72小时后各成员的响应趋势整体表现一致, 大部分基因表达量降低, 且72小时处理中大部分基因与24小时组相比表达量降低, 但AetCCT18在IAA、NAA和BL的影响下表达量升高。此外, BL处理72小时AetCCT20表达量比处理24小时高。可见, CCT家族基因的具体功能在物种内发生了很大的分化, 参与的激素调控网络也较为多样化, 推测其成员不仅参与开花途径的调控, 而且可能还影响植物产量、繁殖和适应性等诸多相关性状。
图8https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_8.png
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图8
粗山羊草CCT家族基因在不同激素处理下的表达分析
(A) 处理24小时; (B) 处理72小时
Figure 8
Hierarchical clustering of CCT domain genes under different phytohormones treatments in Aegilops tauschii
(A) Phytohormones treatment for 24 h; (B) Phytohormones treatment for 72 h



2.8 AetCCT基因在不同光照条件下的表达分析CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游, 受光周期调控, 因此我们进一步分析了AetCCT成员在春化和不同光照条件下的基因表达(图9)。结果表明, 在不同光照条件下各成员间基因表达差异较大。AetCCT1、4、11、17、19和22在长日照条件下表达量较高; 而AetCCT3、5、18、21和26在短日照条件下表达量较高。春化也明显影响AetCCT基因的表达, 经春化后AetCCT1、3、17和18的表达量升高, 而AetCCT5、9、11、12、16和20表达量降低。可见, 光照和春化是影响和调控AetCCT表达的重要因素。此外, 处于同一进化分支的AetCCT基因对于光照条件往往具有相似的响应。例如, AetCCT4、9、12和17在长日照条件下表达量较高, 而AetCCT18、21和26在短日照条件下表达量较高, 暗示处于相同进化分支的AetCCT成员可能具有相似的功能。
图9https://www.chinbullbotany.com/article/2017/1674-3466/1674-3466-52-2-188/img_9.png
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图9
粗山羊草CCT家族基因在不同光照条件下的表达分析
NV-LD: 未春化-长日照(16小时光照/8小时黑暗); NV-SD: 未春化-短日照(8小时光照/16小时黑暗); LD: 春化-长日照(16小时光照/8小时黑暗); SD: 春化-短日照(8小时光照/16小时黑暗)。
Figure 9
Expression of CCT domain genes under different light treatments in Aegilops tauschii
NV-LD: Long-day condition without vernalization (16 h light/8 h dark); NV-SD: Short-day condition without vernalization (8 h light/16 h dark); LD: Long-day condition after vernalization (16 h light/8 h dark); SD: Short-day condition after vernalization (8 h light/16 h dark).



2.9 讨论开花是植物重要的生命过程, 对生育周期与产量影响较大。CCT基因在裸子植物和被子植物中广泛存在, 多数成员在花期的调控过程中发挥重要作用(Ando et al., 2013; Riboni et al., 2013)。该基因家族编码的蛋白质分子量也明显不同, 等电点分布十分广泛, 包括从酸性到碱性的各种蛋白。如水稻Os12g01080编码的蛋白质最小, 仅有147个氨基酸残基; 而Os03g- 17570编码的蛋白质最大, 含有768个氨基酸残基(陈华夏等, 2010)。此外, CCT基因含有丰富的结构域类型, 不仅基因结构差异较大, 而且编码的蛋白质理化性质差别也很大(Hsu et al., 2013)。本研究分离到的26个AetCCT在序列长度和基因结构上差异较大, 序列最长的基因AetCCT12长为4 521 bp, 而序列最短的AetCCT15仅长603 bp, 编码蛋白质远远大于水稻。Cockram等(2007)通过整合拟南芥、水稻、高粱(Sorghum bicolor)和大麦的最新测序信息对CCT基因进行了重新统计并分为4类, 而AetCCT家族也包含4个亚族。此外, 我们发现AetCCT5和AetCCT6为串联重复排列, 可能存在拷贝数变异位置效应和剂量效应。粗山羊草CCT蛋白经聚类分析可划分为9个组, 相关成员在进化树的各分支都有分布。AetCCT与小麦CCT蛋白之间亲缘关系最近, 其次为乌拉尔图小麦、水稻和拟南芥。该结果符合禾本科植物物种形成的一般规律。此外, AetCCT17独立于各分支, 具有物种特异性, 暗示其可能有新的功能。可见CCT基因在物种间具有一定的保守性, 在物种分化过程中部分成员在结构和功能上发生分化以适应相应环境。
研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011)。CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015)。例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015)。分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法。以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004)。 Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花。AetCCT有2种表达模式。一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达。例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010)。另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控。在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制。结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍。由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢。IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010)。AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应。例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制。此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢。进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点。例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量。相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式。例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关。施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关。激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异。物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程。如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性。AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性。
现已发现CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游。目前对拟南芥相关基因的研究较为深入, 相关调控路径已基本清楚, 如TIMEING OF CAB EXPRESS1、ZEITLUPE、TEJ、TIME FOR CO- FFEE、LUXARRHYTHMO和FIONA1等(Strayer et al., 2000; Panda et al., 2002; Kim et al., 2008)。通过筛选不同日照条件下控制植物生物进程的突变体, 如开花时间和下胚轴伸长等, 相继发现了EARLY FLO- WERING3、EARLY FLOWERING4、GIGANTEA和LATE ELONGATED等基因(Hicks et al., 2001; Doyle et al., 2002)。本研究通过抽穗期QTL和Aet- CCT共定位, 发现包含CCT基因的QTL共有7个, 这些成员可能与对应QTL的抽穗期相关, 在今后的研究中应重点关注。此外, 在不同光照和春化条件下, AetCCT成员基因的表达差异很大, 这与Cockram等(2012)的研究结果一致, 进一步证实了光照条件与春化作用是影响和调控AetCCT表达的重要因素。借助粗山羊草基因组测序进行CCT基因家族生物信息学和相关表达研究, 有助于系统地了解该家族基因的进化, 并为小麦遗传改良提供有价值的信息。
致谢 中国农业科学院耿帅峰博士在相关实验中给予指导和帮助, 谨致谢忱。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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被引期刊影响因子

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[1]	陈华夏, 申国境, 王磊, 邢永忠 (2010). 4个物种CCT结构域基因家族的序列进化分析. 华中农业大学学报 29, 669-676. [本文引用: 1]
[2]	Ando E, Ohnishi M, Wang Y, Matsushita T, Watanabe A, Hayashi Y, Fujii M, Ma JF, Inoue S, Kinoshita T (2013). TWIN SISTER OF FT,GIGANTEA, and CONSTANS ha- ve a positive but indirect effect on blue light-induced stom- atal opening in Arabidopsis. Plant Physiol 162, 1529-1538. [本文引用: 1]
[3]	Cho LH, Choi H, An G (2010). OsCOL4 is a constitutive flowering repressor upstream of Ehd1 and downstream of OsphyB.Plant J 63, 8-30.
[4]	Cockram J, Jones H, Leigh FJ, O’Sullivan D, Powell W (2007). Control of flowering time in temperate cereals: genes, domestication and sustainable productivity.J Exp Bot 58, 1231-1244.
[5]	Cockram J, Thiel T, Steuernagel B, Stein N, Taudien S, Bailey PC, Sullivan DM (2012). Genome dynamics explain the evolution of flowering time CCT domain gene families in the Poaceae.PLoS One 7, e45307. [本文引用: 1]
[6]	Dennis ES, Peacock WJ (2009). Vernalization in cereals.J Biol 8, 57. [本文引用: 1]
[7]	Doi K, Izawa T, Fuse T, Yamanouchi U, Kubo T, Shimatani Z, Yano M, Yoshimura A (2004). Ehd1, a B-type response regulator in rice, confers short-day promotion of flowering and controlsFT-like gene expression indepen- dently of Hd1. Genes Dev 18, 926-936.
[8]	Doyle MR, Davis SJ, Bastow RM, McWatters HG, Kozma- Bognár L, Nagy F, Millar AJ, Amasino RM (2002). TheELF4 gene controls circadian rhythms and flowering time in Arabidopsis thaliana.Nature 419, 74-77. [本文引用: 1]
[9]	Gao H, Zheng XM, Fei GL, Chen J, Jin MN, Ren YL, Wu WX, Zhou KN, Sheng PK, Zhou F, Jiang L, Wang J, Zhang X, Guo XP, Wang JL, Cheng ZJ, Wu CY, Wang HY, Wan JM (2013). Ehd4 encodes a novel andOryza- genus-specific regulator of photoperiodic flowering in rice. PLoS Genet 9, e1003281.
[10]	Grasser KD (2005). Emerging role for transcript elongation in plant development.Trends Plant Sci 10, 484-490. [本文引用: 1]
[11]	Harmon F, Imaizumi T, Gray WM (2008). CUL1 regulates TOC1 protein stability in the Arabidopsis circadian clock.Plant J 55, 568-579.
[12]	Hicks KA, Albertson TM, Wagner DR (2001). EARLY FLO- WERING3 encodes a novel protein that regulates circadian clock function and flowering in Arabidopsis.Plant Cell 13, 1281-1292. [本文引用: 1]
[13]	Hsu CY, Adams JP, No K, Liang H, Meilan R, Pechanova O, Barakat A, Carlson JE, Page GP, Yuceer C (2012). Overexpression ofCONSTANS homologs CO1 and CO2 fails to alter normal reproductive onset and fall bud set in woody perennial poplar. PLoS One 7, e45448. [本文引用: 1]
[14]	Kim J, Kim Y, Yeom M, Kim JH, Nam HG (2008). FIONA1 is essential for regulating period length in the Arabidopsis circadian clock. Plant Cell 20, 307-319. [本文引用: 1]
[15]	Kim SK, Park HY, Jang YH, Lee JH, Kim JK (2013). The sequence variation responsible for the functional difference between the CONSTANS protein, and the CONSTANS-like COL1 and COL2 proteins, resides mostly in the region encoded by their first exons. Plant Sci 199-200, 71-78.
[16]	Lee YS, Jeong DH, Lee DY, Yi J, Ryu CH, Kim SL, Jeong HJ, Choi SC, Jin P, Yang J, Rademacher EH, Moller B, Lokerse AS, Llavata-Peris CI, van den Berg W, Weijers D (2011). A cellular expression map of the ArabidopsisAUXIN RESPONSE FACTOR gene family. Plant J 68, 597-606.
[17]	Lolas IB, Himanen K, Gronlund JT, Lynggaard C, Houben A, Melzer M, Van Lijsebettens M, Grasser KD (2010). The transcript elongation factor FACT affects Arabidopsis vegetative and reproductive development and genetically interacts with HUB1/2.Plant J 61, 686-697. [本文引用: 1]
[18]	Panda S, Poirier GG, Kay SA (2002). Tej defines a role for poly(ADP-ribosyl)ation in establishing period length of the Arabidopsis circadian oscillator.Dev Cell 3, 51-61. [本文引用: 1]
[19]	Putterill J, Robson F, Lee K, Simon R, Coupland G (1995). TheCONSTANS gene of Arabidopsis promotes flowering and encodes a protein showing similarities to zinc finger transcription factors. Cell 80, 847-857.
[20]	Riboni M, Galbiati M, Tonelli C, Conti L (2013). GIGANTEA enables drought escape response via abscisic acid- dependent activation of the florigens andSUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS. Plant Physiol 162, 1706-1719. [本文引用: 1]
[21]	Saito H, Ogiso-Tanaka E, Okumoto Y, Yoshitake Y, Izumi H, Yokoo T, Matsubara K, Hori K, Strader LC, Chen GL, Bartel B (2010). Ethylene directs auxin to control root cell expansion.Plant J 64, 874-884.
[22]	Strayer C, Oyama T, Schultz TF, Raman R, Somers DE, Más P, Panda S, Kreps JA, Kay SA (2000). Cloning of the Arabidopsis clock geneTOC1, an autoregulatory response regulator homolog. Science 289, 768-771. [本文引用: 2]
[23]	Trevaskis B, Hemming MN, Dennis ES, Peacock WJ (2007). The molecular basis of vernalization-induced flo- wering in cereals.Trends Plant Sci 12, 352-357. [本文引用: 1]
[24]	Vanneste S, Friml J (2009). Auxin: a trigger for change in plant development.Cell 136, 1005-1016. [本文引用: 1]
[25]	Wu F, Price B, Haider W, Seufferheld G, Nelson R, Hanzawa Y (2014). Functional and evolutionary characterization of theCONSTANS gene family in short-day photoperiodic flowering in soybean. PLoS One 9, e85754.
[26]	Wu WX, Zheng XM, Lu GW, Zhong ZZ, Gao H, Chen LP, Wu CY, Wang HJ, Wang Q, Zhou KN, Wang JL, Wu FQ, Zhang X, Guo XP, Cheng ZJ, Lei CL, Lin QB, Jiang L, Wang HY, Ge S, Wan JM (2013). Association of functional nucleotide polymorphisms atDTH2 with the northward expansion of rice cultivation in Asia. Proc Natl Acad Sci USA 110, 2775-2780.
[27]	Xiao J, Xu S, Li C, Xu Y, Xing L, Niu Y, Huan Q, Tang Y, Zhao C, Wagner D, Gao C, Chong K (2014). O-GlcNAc- mediated interaction between ?VER2 and ?TaGRP2 elicits ?TaVRN1 mRNA accumulation during vernalization in win- ter wheat. Nat Commun 5, 4572-4578.
[28]	Xue WY, Xing YZ, Weng XY, Zhao Y, Tang WJ, Wang L, Zhou HJ, Yu SB, Xu CG, Li XH, Zhang QF (2008). Natural variation inGhd7 is an important regulator of hea- ding date and yield potential in rice. Nat Genet 40, 761-767. [本文引用: 1]
[29]	Yan L, Fu DL, Li C, Blechl A, Tranquilli G, Bonafede M, Sanchez A, Valarik M, Yasuda S, Dubcovsky J (2006). The wheat and barley vernalization geneVRN3 is an orthologue of FT. Proc Natl Acad Sci USA 103, 19581-19586. [本文引用: 1]
[30]	Yan L, Loukoianov A, Blechl A, Tranquilli G, Ramakri- shna W, SanMiguel P, Bennetzen JL, Echenique V, Dubcovsky J (2004). The wheatVRN2 gene is a flowering repressor down-regulated by vernalization. Science 303, 1640-1644. [本文引用: 1]
[31]	Yang Q, Li Z, Li WQ, Ku LX, Wang C, Ye JR, Li K, Yang N, Li YP, Zhong T, Li JS, Chen YH, Yan JB, Yang XH, Xu ML (2013). CACTA-like transposable element inZmCCT attenuated photoperiod sensitivity and accelerated the postdomestication spread of maize. Proc Natl Acad Sci USA 110, 16969-16974. [本文引用: 1]
[32]	Yano M, Inoue H, Tanisaka T (2012). Ef7 encodes an ELF3-like protein and promotes rice flowering by negatively regulating the floral repressor geneGhd7 under both short- and long-day conditions. Plant Cell Physiol 53, 717-728.
[33]	Zhang L, Li QP, Dong HJ, He Q, Liang LW, Tan C, Han ZM, Yao W, Li GW, Zhao H, Xie WB, Xin YZ (2015). Three CCT domain-containing genes were identified to regulate heading date by candidate gene-based association mapping and transformation in rice. Sci Rep 5, 7663. [本文引用: 1]
[34]	Zheng J, Liu H, Wang YQ, Wang LF, Chang XP, Jing RL, Hao CY, Zhang XY (2014). TaTEF-7A, a transcript elongation factor gene, influences yield-related traits in bread wheat (Triticum aestivum L). J Exp Bot 65, 5351-5365.

4个物种CCT结构域基因家族的序列进化分析
1
2010

... 开花是植物重要的生命过程, 对生育周期与产量影响较大.CCT基因在裸子植物和被子植物中广泛存在, 多数成员在花期的调控过程中发挥重要作用(Ando et al., 2013; Riboni et al., 2013).该基因家族编码的蛋白质分子量也明显不同, 等电点分布十分广泛, 包括从酸性到碱性的各种蛋白.如水稻Os12g01080编码的蛋白质最小, 仅有147个氨基酸残基; 而Os03g- 17570编码的蛋白质最大, 含有768个氨基酸残基(陈华夏等, 2010).此外, CCT基因含有丰富的结构域类型, 不仅基因结构差异较大, 而且编码的蛋白质理化性质差别也很大(Hsu et al., 2013).本研究分离到的26个AetCCT在序列长度和基因结构上差异较大, 序列最长的基因AetCCT12长为4 521 bp, 而序列最短的AetCCT15仅长603 bp, 编码蛋白质远远大于水稻.Cockram等(2007)通过整合拟南芥、水稻、高粱(Sorghum bicolor)和大麦的最新测序信息对CCT基因进行了重新统计并分为4类, 而AetCCT家族也包含4个亚族.此外, 我们发现AetCCT5和AetCCT6为串联重复排列, 可能存在拷贝数变异位置效应和剂量效应.粗山羊草CCT蛋白经聚类分析可划分为9个组, 相关成员在进化树的各分支都有分布.AetCCT与小麦CCT蛋白之间亲缘关系最近, 其次为乌拉尔图小麦、水稻和拟南芥.该结果符合禾本科植物物种形成的一般规律.此外, AetCCT17独立于各分支, 具有物种特异性, 暗示其可能有新的功能.可见CCT基因在物种间具有一定的保守性, 在物种分化过程中部分成员在结构和功能上发生分化以适应相应环境. ...

1
2013

... 开花是植物重要的生命过程, 对生育周期与产量影响较大.CCT基因在裸子植物和被子植物中广泛存在, 多数成员在花期的调控过程中发挥重要作用(Ando et al., 2013; Riboni et al., 2013).该基因家族编码的蛋白质分子量也明显不同, 等电点分布十分广泛, 包括从酸性到碱性的各种蛋白.如水稻Os12g01080编码的蛋白质最小, 仅有147个氨基酸残基; 而Os03g- 17570编码的蛋白质最大, 含有768个氨基酸残基(陈华夏等, 2010).此外, CCT基因含有丰富的结构域类型, 不仅基因结构差异较大, 而且编码的蛋白质理化性质差别也很大(Hsu et al., 2013).本研究分离到的26个AetCCT在序列长度和基因结构上差异较大, 序列最长的基因AetCCT12长为4 521 bp, 而序列最短的AetCCT15仅长603 bp, 编码蛋白质远远大于水稻.Cockram等(2007)通过整合拟南芥、水稻、高粱(Sorghum bicolor)和大麦的最新测序信息对CCT基因进行了重新统计并分为4类, 而AetCCT家族也包含4个亚族.此外, 我们发现AetCCT5和AetCCT6为串联重复排列, 可能存在拷贝数变异位置效应和剂量效应.粗山羊草CCT蛋白经聚类分析可划分为9个组, 相关成员在进化树的各分支都有分布.AetCCT与小麦CCT蛋白之间亲缘关系最近, 其次为乌拉尔图小麦、水稻和拟南芥.该结果符合禾本科植物物种形成的一般规律.此外, AetCCT17独立于各分支, 具有物种特异性, 暗示其可能有新的功能.可见CCT基因在物种间具有一定的保守性, 在物种分化过程中部分成员在结构和功能上发生分化以适应相应环境. ...


2010


2007


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2012

... 小麦(Triticum aestivum)是世界上重要的粮食作物, 种植区域极为广泛, 目前只有少数与小麦花期和春化相关的基因被克隆.其中VRN1、VRN2与VRN3被认为是春化途径中3个关键基因(Yan et al., 2006); 而zCCT1、zCCT2、Ppd以及CO则是调控光周期的主要基因(Trevaskis et al., 2007; Dennis and Peacock, 2009).小麦具有广泛的适应性, 能适应不同的地理和生态环境, 抽穗期不可能仅由少数几个基因控制, 因此尚有许多相关调控基因未被发现.而CCT家族基因在植物生长发育过程中起着非常重要的作用, 可能参与小麦驯化和改良过程.由于小麦基因组庞大, 导致其研究相对滞后, 与花期、产量、非生物逆境以及生长发育等方面相关的基因克隆进展缓慢.作为小麦D基因组供体, 粗山羊草(Aegilops tauschii)已经完成基因组测序, 功能基因组和单倍型图谱正在构建, 这将极大地促进小麦基因组研究, 也为小麦的驯化和传播研究提供重要思路和线索.目前, 水稻、拟南芥和大麦(Hordeum vulgare) CCT家族成员的组成已基本清楚(Cockram et al., 2012), 而小麦D基因组供体粗山羊草中CCT基因分类、数量及功能尚未见相关报道.本研究采用生物信息学方法分离了粗山羊草CCT家族基因(AetCCT), 进一步分析了该家族成员的染色体位置、序列特征、基因结构、表达、进化以及对外源激素的响应, 相关结果可为禾谷类作物CCT基因家族的深入研究与利用提供有价值的信息. ...

1
2009

... 小麦(Triticum aestivum)是世界上重要的粮食作物, 种植区域极为广泛, 目前只有少数与小麦花期和春化相关的基因被克隆.其中VRN1、VRN2与VRN3被认为是春化途径中3个关键基因(Yan et al., 2006); 而zCCT1、zCCT2、Ppd以及CO则是调控光周期的主要基因(Trevaskis et al., 2007; Dennis and Peacock, 2009).小麦具有广泛的适应性, 能适应不同的地理和生态环境, 抽穗期不可能仅由少数几个基因控制, 因此尚有许多相关调控基因未被发现.而CCT家族基因在植物生长发育过程中起着非常重要的作用, 可能参与小麦驯化和改良过程.由于小麦基因组庞大, 导致其研究相对滞后, 与花期、产量、非生物逆境以及生长发育等方面相关的基因克隆进展缓慢.作为小麦D基因组供体, 粗山羊草(Aegilops tauschii)已经完成基因组测序, 功能基因组和单倍型图谱正在构建, 这将极大地促进小麦基因组研究, 也为小麦的驯化和传播研究提供重要思路和线索.目前, 水稻、拟南芥和大麦(Hordeum vulgare) CCT家族成员的组成已基本清楚(Cockram et al., 2012), 而小麦D基因组供体粗山羊草中CCT基因分类、数量及功能尚未见相关报道.本研究采用生物信息学方法分离了粗山羊草CCT家族基因(AetCCT), 进一步分析了该家族成员的染色体位置、序列特征、基因结构、表达、进化以及对外源激素的响应, 相关结果可为禾谷类作物CCT基因家族的深入研究与利用提供有价值的信息. ...


2004


1
2002

... 现已发现CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游.目前对拟南芥相关基因的研究较为深入, 相关调控路径已基本清楚, 如TIMEING OF CAB EXPRESS1、ZEITLUPE、TEJ、TIME FOR CO- FFEE、LUXARRHYTHMO和FIONA1等(Strayer et al., 2000; Panda et al., 2002; Kim et al., 2008).通过筛选不同日照条件下控制植物生物进程的突变体, 如开花时间和下胚轴伸长等, 相继发现了EARLY FLO- WERING3、EARLY FLOWERING4、GIGANTEA和LATE ELONGATED等基因(Hicks et al., 2001; Doyle et al., 2002).本研究通过抽穗期QTL和Aet- CCT共定位, 发现包含CCT基因的QTL共有7个, 这些成员可能与对应QTL的抽穗期相关, 在今后的研究中应重点关注.此外, 在不同光照和春化条件下, AetCCT成员基因的表达差异很大, 这与Cockram等(2012)的研究结果一致, 进一步证实了光照条件与春化作用是影响和调控AetCCT表达的重要因素.借助粗山羊草基因组测序进行CCT基因家族生物信息学和相关表达研究, 有助于系统地了解该家族基因的进化, 并为小麦遗传改良提供有价值的信息. ...


2013


1
2005

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...


2008


1
2001

... 现已发现CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游.目前对拟南芥相关基因的研究较为深入, 相关调控路径已基本清楚, 如TIMEING OF CAB EXPRESS1、ZEITLUPE、TEJ、TIME FOR CO- FFEE、LUXARRHYTHMO和FIONA1等(Strayer et al., 2000; Panda et al., 2002; Kim et al., 2008).通过筛选不同日照条件下控制植物生物进程的突变体, 如开花时间和下胚轴伸长等, 相继发现了EARLY FLO- WERING3、EARLY FLOWERING4、GIGANTEA和LATE ELONGATED等基因(Hicks et al., 2001; Doyle et al., 2002).本研究通过抽穗期QTL和Aet- CCT共定位, 发现包含CCT基因的QTL共有7个, 这些成员可能与对应QTL的抽穗期相关, 在今后的研究中应重点关注.此外, 在不同光照和春化条件下, AetCCT成员基因的表达差异很大, 这与Cockram等(2012)的研究结果一致, 进一步证实了光照条件与春化作用是影响和调控AetCCT表达的重要因素.借助粗山羊草基因组测序进行CCT基因家族生物信息学和相关表达研究, 有助于系统地了解该家族基因的进化, 并为小麦遗传改良提供有价值的信息. ...

1
2012

... 开花是植物重要的生命过程, 对生育周期与产量影响较大.CCT基因在裸子植物和被子植物中广泛存在, 多数成员在花期的调控过程中发挥重要作用(Ando et al., 2013; Riboni et al., 2013).该基因家族编码的蛋白质分子量也明显不同, 等电点分布十分广泛, 包括从酸性到碱性的各种蛋白.如水稻Os12g01080编码的蛋白质最小, 仅有147个氨基酸残基; 而Os03g- 17570编码的蛋白质最大, 含有768个氨基酸残基(陈华夏等, 2010).此外, CCT基因含有丰富的结构域类型, 不仅基因结构差异较大, 而且编码的蛋白质理化性质差别也很大(Hsu et al., 2013).本研究分离到的26个AetCCT在序列长度和基因结构上差异较大, 序列最长的基因AetCCT12长为4 521 bp, 而序列最短的AetCCT15仅长603 bp, 编码蛋白质远远大于水稻.Cockram等(2007)通过整合拟南芥、水稻、高粱(Sorghum bicolor)和大麦的最新测序信息对CCT基因进行了重新统计并分为4类, 而AetCCT家族也包含4个亚族.此外, 我们发现AetCCT5和AetCCT6为串联重复排列, 可能存在拷贝数变异位置效应和剂量效应.粗山羊草CCT蛋白经聚类分析可划分为9个组, 相关成员在进化树的各分支都有分布.AetCCT与小麦CCT蛋白之间亲缘关系最近, 其次为乌拉尔图小麦、水稻和拟南芥.该结果符合禾本科植物物种形成的一般规律.此外, AetCCT17独立于各分支, 具有物种特异性, 暗示其可能有新的功能.可见CCT基因在物种间具有一定的保守性, 在物种分化过程中部分成员在结构和功能上发生分化以适应相应环境. ...

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2008

... 现已发现CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游.目前对拟南芥相关基因的研究较为深入, 相关调控路径已基本清楚, 如TIMEING OF CAB EXPRESS1、ZEITLUPE、TEJ、TIME FOR CO- FFEE、LUXARRHYTHMO和FIONA1等(Strayer et al., 2000; Panda et al., 2002; Kim et al., 2008).通过筛选不同日照条件下控制植物生物进程的突变体, 如开花时间和下胚轴伸长等, 相继发现了EARLY FLO- WERING3、EARLY FLOWERING4、GIGANTEA和LATE ELONGATED等基因(Hicks et al., 2001; Doyle et al., 2002).本研究通过抽穗期QTL和Aet- CCT共定位, 发现包含CCT基因的QTL共有7个, 这些成员可能与对应QTL的抽穗期相关, 在今后的研究中应重点关注.此外, 在不同光照和春化条件下, AetCCT成员基因的表达差异很大, 这与Cockram等(2012)的研究结果一致, 进一步证实了光照条件与春化作用是影响和调控AetCCT表达的重要因素.借助粗山羊草基因组测序进行CCT基因家族生物信息学和相关表达研究, 有助于系统地了解该家族基因的进化, 并为小麦遗传改良提供有价值的信息. ...


2013


2011


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2010

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...

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2002

... 现已发现CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游.目前对拟南芥相关基因的研究较为深入, 相关调控路径已基本清楚, 如TIMEING OF CAB EXPRESS1、ZEITLUPE、TEJ、TIME FOR CO- FFEE、LUXARRHYTHMO和FIONA1等(Strayer et al., 2000; Panda et al., 2002; Kim et al., 2008).通过筛选不同日照条件下控制植物生物进程的突变体, 如开花时间和下胚轴伸长等, 相继发现了EARLY FLO- WERING3、EARLY FLOWERING4、GIGANTEA和LATE ELONGATED等基因(Hicks et al., 2001; Doyle et al., 2002).本研究通过抽穗期QTL和Aet- CCT共定位, 发现包含CCT基因的QTL共有7个, 这些成员可能与对应QTL的抽穗期相关, 在今后的研究中应重点关注.此外, 在不同光照和春化条件下, AetCCT成员基因的表达差异很大, 这与Cockram等(2012)的研究结果一致, 进一步证实了光照条件与春化作用是影响和调控AetCCT表达的重要因素.借助粗山羊草基因组测序进行CCT基因家族生物信息学和相关表达研究, 有助于系统地了解该家族基因的进化, 并为小麦遗传改良提供有价值的信息. ...


1995


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2013

... 开花是植物重要的生命过程, 对生育周期与产量影响较大.CCT基因在裸子植物和被子植物中广泛存在, 多数成员在花期的调控过程中发挥重要作用(Ando et al., 2013; Riboni et al., 2013).该基因家族编码的蛋白质分子量也明显不同, 等电点分布十分广泛, 包括从酸性到碱性的各种蛋白.如水稻Os12g01080编码的蛋白质最小, 仅有147个氨基酸残基; 而Os03g- 17570编码的蛋白质最大, 含有768个氨基酸残基(陈华夏等, 2010).此外, CCT基因含有丰富的结构域类型, 不仅基因结构差异较大, 而且编码的蛋白质理化性质差别也很大(Hsu et al., 2013).本研究分离到的26个AetCCT在序列长度和基因结构上差异较大, 序列最长的基因AetCCT12长为4 521 bp, 而序列最短的AetCCT15仅长603 bp, 编码蛋白质远远大于水稻.Cockram等(2007)通过整合拟南芥、水稻、高粱(Sorghum bicolor)和大麦的最新测序信息对CCT基因进行了重新统计并分为4类, 而AetCCT家族也包含4个亚族.此外, 我们发现AetCCT5和AetCCT6为串联重复排列, 可能存在拷贝数变异位置效应和剂量效应.粗山羊草CCT蛋白经聚类分析可划分为9个组, 相关成员在进化树的各分支都有分布.AetCCT与小麦CCT蛋白之间亲缘关系最近, 其次为乌拉尔图小麦、水稻和拟南芥.该结果符合禾本科植物物种形成的一般规律.此外, AetCCT17独立于各分支, 具有物种特异性, 暗示其可能有新的功能.可见CCT基因在物种间具有一定的保守性, 在物种分化过程中部分成员在结构和功能上发生分化以适应相应环境. ...


2010


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2000

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...
... 现已发现CCT家族基因多位于植物开花调控路径的上游.目前对拟南芥相关基因的研究较为深入, 相关调控路径已基本清楚, 如TIMEING OF CAB EXPRESS1、ZEITLUPE、TEJ、TIME FOR CO- FFEE、LUXARRHYTHMO和FIONA1等(Strayer et al., 2000; Panda et al., 2002; Kim et al., 2008).通过筛选不同日照条件下控制植物生物进程的突变体, 如开花时间和下胚轴伸长等, 相继发现了EARLY FLO- WERING3、EARLY FLOWERING4、GIGANTEA和LATE ELONGATED等基因(Hicks et al., 2001; Doyle et al., 2002).本研究通过抽穗期QTL和Aet- CCT共定位, 发现包含CCT基因的QTL共有7个, 这些成员可能与对应QTL的抽穗期相关, 在今后的研究中应重点关注.此外, 在不同光照和春化条件下, AetCCT成员基因的表达差异很大, 这与Cockram等(2012)的研究结果一致, 进一步证实了光照条件与春化作用是影响和调控AetCCT表达的重要因素.借助粗山羊草基因组测序进行CCT基因家族生物信息学和相关表达研究, 有助于系统地了解该家族基因的进化, 并为小麦遗传改良提供有价值的信息. ...

1
2007

... 小麦(Triticum aestivum)是世界上重要的粮食作物, 种植区域极为广泛, 目前只有少数与小麦花期和春化相关的基因被克隆.其中VRN1、VRN2与VRN3被认为是春化途径中3个关键基因(Yan et al., 2006); 而zCCT1、zCCT2、Ppd以及CO则是调控光周期的主要基因(Trevaskis et al., 2007; Dennis and Peacock, 2009).小麦具有广泛的适应性, 能适应不同的地理和生态环境, 抽穗期不可能仅由少数几个基因控制, 因此尚有许多相关调控基因未被发现.而CCT家族基因在植物生长发育过程中起着非常重要的作用, 可能参与小麦驯化和改良过程.由于小麦基因组庞大, 导致其研究相对滞后, 与花期、产量、非生物逆境以及生长发育等方面相关的基因克隆进展缓慢.作为小麦D基因组供体, 粗山羊草(Aegilops tauschii)已经完成基因组测序, 功能基因组和单倍型图谱正在构建, 这将极大地促进小麦基因组研究, 也为小麦的驯化和传播研究提供重要思路和线索.目前, 水稻、拟南芥和大麦(Hordeum vulgare) CCT家族成员的组成已基本清楚(Cockram et al., 2012), 而小麦D基因组供体粗山羊草中CCT基因分类、数量及功能尚未见相关报道.本研究采用生物信息学方法分离了粗山羊草CCT家族基因(AetCCT), 进一步分析了该家族成员的染色体位置、序列特征、基因结构、表达、进化以及对外源激素的响应, 相关结果可为禾谷类作物CCT基因家族的深入研究与利用提供有价值的信息. ...

1
2009

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...


2014


2013


2014


1
2008

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...

1
2006

... 小麦(Triticum aestivum)是世界上重要的粮食作物, 种植区域极为广泛, 目前只有少数与小麦花期和春化相关的基因被克隆.其中VRN1、VRN2与VRN3被认为是春化途径中3个关键基因(Yan et al., 2006); 而zCCT1、zCCT2、Ppd以及CO则是调控光周期的主要基因(Trevaskis et al., 2007; Dennis and Peacock, 2009).小麦具有广泛的适应性, 能适应不同的地理和生态环境, 抽穗期不可能仅由少数几个基因控制, 因此尚有许多相关调控基因未被发现.而CCT家族基因在植物生长发育过程中起着非常重要的作用, 可能参与小麦驯化和改良过程.由于小麦基因组庞大, 导致其研究相对滞后, 与花期、产量、非生物逆境以及生长发育等方面相关的基因克隆进展缓慢.作为小麦D基因组供体, 粗山羊草(Aegilops tauschii)已经完成基因组测序, 功能基因组和单倍型图谱正在构建, 这将极大地促进小麦基因组研究, 也为小麦的驯化和传播研究提供重要思路和线索.目前, 水稻、拟南芥和大麦(Hordeum vulgare) CCT家族成员的组成已基本清楚(Cockram et al., 2012), 而小麦D基因组供体粗山羊草中CCT基因分类、数量及功能尚未见相关报道.本研究采用生物信息学方法分离了粗山羊草CCT家族基因(AetCCT), 进一步分析了该家族成员的染色体位置、序列特征、基因结构、表达、进化以及对外源激素的响应, 相关结果可为禾谷类作物CCT基因家族的深入研究与利用提供有价值的信息. ...

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2004

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...

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2013

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...


2012


1
2015

... 研究表明, 植物开花受环境信号和内源激素共同调控, 主要包括自主开花途径、春化途径、光调控途径以及赤霉素信号途径(Rademacher et al., 2011).CCT基因的功能在不同物种间发生了很大分化, 不仅参与调控开花途径, 还影响植物产量、繁殖和适应性等性状(Zhang et al., 2015).例如, Ghd7在长日照条件下抑制水稻开花, 同时突变体的株高和单株产量明显提高; 玉米(Zea mays) Ghd7的同源基因则是通过CACTA转座子顺式组件的甲基化程度来调控对光照的敏感度, 从而影响驯化后的传播(Xue et al., 2008; Yang et al., 2015).分析基因在特定组织的表达丰度是研究基因功能的重要方法.以往研究表明, 光周期基因往往仅在茎尖和幼穗等发育器官中表达, 从而决定相关器官的发育进程(Yan et al., 2004). Xiao等(2014)发现受春化诱导表达的Jacalin类凝集素蛋白VER2具有部分取代春化的作用, 可在叶片、茎 和茎尖等部位通过磷酸化与TaGRP2作用启动春化开花.AetCCT有2种表达模式.一种为组成型表达, 在各生育时期和各组织中均有表达.例如, AetCCT9、AetCCT7、AetCCT12、AetCCT17和AetCCT22在大部分生长部位表达量较高, 这种类型的AetCCT基因可能参与植株不同的生长发育过程(Grasser et al., 2005; Lolas et al., 2010).另一类AetCCT基因表达具有较强的组织特异性, 只在生长锥、叶片和幼穗等光反应器官中表达, 暗示这类基因为光周期基因, 主要参与花期的调控.在此基础上, 本研究探讨了Aet- CCT对外源激素的响应, 进一步探讨不同成员参与调控的机制.结果表明, AetCCT不同成员对6种激素有不同的响应机制, 所有成员对GA₄非常敏感, GA₄可以抑制AetCCT17和AetCCT22的表达, 其余成员在GA₄处理条件下表达量升高, 尤其在处理24小时后AetCCT8最为敏感, 比对照增强了12倍.由此推测, 大部分AetCCT基因是通过赤霉素信号途径参与粗山羊草的光反应代谢.IAA和NAA几乎参与植物所有的生长代谢过程(Vanneste and Friml, 2009; Strader et al., 2010).AetCCT基因参与IAA和NAA代谢途径的成员也较多, 且各成员对2种激素具有明显的协同效应.例如, IAA和NAA对AetCCT1、AetCCT19及Aet- CCT20的表达都有促进作用, 而AetCCT12和Aet- CCT22等基因的表达则受到抑制.此外, 从组织特异表达结果来看, 对IAA和NAA敏感的成员多为组成型表达, 推测AetCCT主要是通过这2类激素调控网络参与粗山羊草的生长代谢.进一步分析发现, 不同AetCCT基因在激素响应方面还表现出结构域类型相似的特点.例如, AetCCT1、AetCCT3、AetCCT18和AetCCT26都含有Motif1, 施用IAA、NAA和GA₄的响应方式为增加表达量.相同结构域成员对于激素也有不同的响应方式.例如, AetCCT5、AetCCT19、AetCCT21和AetCCT22都含有Motif1与Motif4, 但IAA和NAA对AetCCT5与AetCCT19具有促进作用, 对AetCCT21及AetCCT22则表现为抑制表达, 可能与N端功能结构域的功能歧化有关.施用激素24小时和72小时各成员对激素响应整体趋势表现一致, 72小时处理中大部分基因与施用24小时组相比表达量降低, 可能是由于植株自身代谢或是与外源激素降解有关.激素响应结果进一步验证了CCT家族基因功能在物种进化中存在较高的保守性, 而结构相似的基因呈现的表达模式也存在差异.物种形成和进化是一个漫长的过程, 而AetCCT上游调控机制存在差异, 导致部分家族成员发生功能分化, 一些成员在防御和应激等方面更广泛地参与植物的生长繁殖过程.如Yang等(2013)发现在玉米中无转座子插入ZmCCT抗病等位基因后, 玉米苗期的抗病性与光周期无关, 而抗病的ZmCCT等位基因可同时介导玉米对低氮和高盐的抗性.AetCCT8、AetCCT17和AetCCT26在MeJA和SA存在的条件下表达量升高, 而这2种激素多与应激和抗病虫有关, 进一步说明了AetCCT基因功能的多样性. ...


2014