許小瓊 陳曉慧 申序 徐小萍 林玉玲 賴鐘雄



摘 ?要MSIL(Muliticopy suppressor of IRA homolog1-Like)基因是WD重復蛋白的一個亞家族,在植物生長發育過程中發揮重要的作用。為了解龍眼MSIL(DlMSIL)基因家族的生物學功能,本研究基于基因組和轉錄組數據,采用生物信息學分析法對DlMSIL基因成員進行鑒定,并進行蛋白質結構及理化性質分析、系統發育進化樹構建、啟動子順式作用元件分析、龍眼體胚階段和不同組織器官表達情況以及GA3處理下的定量表達分析。結果表明:DlMSIL基因家族含有6個成員屬于WD40和CAF1C_H4-bd超家族,可分為3類;DlMSIL蛋白編碼393~551?aa,等電點為4.68~7.62,該家族成員均不屬于分泌蛋白;基因家族成員的內含子數目在4~14之間;DlMSIL啟動子序列包含大量非生物脅迫響應元件及MYB結合位點,推測DlMSIL基因家族可能參與多種非生物脅迫反應;DlMSIL可能參與不同胚胎的發育過程和不同組織器官的形態建成。GA3處理下的表達分析顯示高濃度時,DlMSI1a與DlMSI1c的表達受到了一定的抑制,而DlMSI4a的表達量呈現先下降后上升再下降的趨勢,推測DlMSIL可能參與激素響應途徑。本研究表明,DlMSIL基因家族成員可能參與胚胎發育、激素信號通路以及非生物脅迫反應等多種生物學功能,體現了龍眼MSIL基因家族功能具有多樣性。
關鍵詞 ?龍眼;體胚;MSIL;生物信息學分析;qPCR中圖分類號??S667.2; Q943.2??????文獻標識碼??A
Genome-wide Identification and Expression Analysis of MSILGene FamilyDuring?Somatic Embryogenesis in Dimocarpus longan?Lour.
XU?Xiaoqiong,?CHEN Xiaohui,?SHEN Xu,?XU?Xiaoping,?LIN Yuling,?LAI Zhongxiong*
Institute of Horticultural Bioengineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian?350002, China
Abstract ?TheMSIL (Multicopy suppressor of IRA homolog1-Like) gene is a subfamily of WD repeat proteins and plays an important role in growth and development?of?plants. In order to understand the biological function of the longanMSIL(DlMSIL) gene family, biological analysis was used to identifyDlMSILgene membersand the protein structure physical and chemical properties, promoter cis-acting element, expression of?longan somatic embryo stage and different tissues and organs, and quantitative expression under GA3treatment?were analyzed, based on genome and transcriptome data. TheDlMSIL gene family?was?consisted?of six members belonging?to the WD40 and CAF1C_H4-bd superfamily,?which could?be divided into three categories. The DlMSIL protein encoded?393–551 amino acids, and the isoelectric point was between 4.68 and 7.62. It was?secreted protein. The number of introns of the gene family members was between 4 and 14. TheDlMSILpromoter sequence contained?many?abiotic stress response elements andMYBbinding sites, suggesting that theDlMSILgene family maight?be involved in some?abiotic stress responses. TheDlMSILmaight?be involved in?the morphogenesis of different embryonic development processes and different tissues and organs. The expression analysis of GA3treatment showed that the relative expression ofDlMSI1aandDlMSI1cwas inhibited with the increase of the concentration at high concentration, while the expression ofDlMSI4adecreased first, then increased and then decreased. It is speculated thatDlMSILmay be involved in the hormone response pathway. The?study shows that the members of theDlMSILgene family may be involved in various biological functions such as embryonic development, hormone signaling pathways and abiotic stress responses, reflecting the diversity of longanMSILgene family functions.
Keywords ?Dimocarpus longanLour.;?somatic embryo;MSIL(Multicopy suppressor of IRA homolog1-like?gene);?bioinformatics analysis;?qPCR
DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2019.10.006
WD重復蛋白是一種調控蛋白超家族,具有豐富的多樣性。迄今為止,在進行WD40蛋白的研究歷程中,發現其廣泛存在于真核生物,而在原核生物中很少出現[1]。據研究表明,WD40結構域通常以Trp-Asp結尾,并由40~60個保守的氨基酸殘基組成[2]。WD40重復序列主要通過介導蛋白之間的相互作用來參與信號轉導、mRNA剪接、組蛋白修飾和細胞周期調控等重要過程[3]。該超家族的成員在植物特異性發育過程中扮演著重要的角色,它們通過上游信號通路或下游效應因子來實現其功能特異性[4]。例如,在擬南芥中,AGB1(含有7個WD40重復蛋白)功能的喪失會導致果實縮短[5],下胚軸和根的細胞分裂模式發生改變[6]。綜上所述,可見WD40超家族參與多種生物學功能的發生過程。
MSIL蛋白是WD重復蛋白大家族中的亞家族,也是形成參與染色質組裝、基因轉錄調節和細胞分裂等各種生物途徑的蛋白復合物的一部分[7]。大多數MSIL基因家族成員包含了7個WD40重復蛋白[8]。1989年,Ruggieri等[9]首次在釀酒酵母IRA1多拷貝抑制因子(multicopy suppressor of the iral mutation 1)中將MSI1篩選出來,并確定MSI1蛋白是釀酒酵母RAS介導的cAMP通路的負調控因子。據研究表明,MSIL基因在染色質重塑、細胞分裂和分化、植物開花調控、DNA損傷修復和信號轉導等過程中發揮重要的生物學功能[8]。擬南芥中,該基因家族共有5個成員(AtMSI1-5)[8],其中,AtMSIL1是染色質組裝因子-1(CAF-1)、組蛋白去乙酰化酶、多冠抑制復合體-2(PRC2)等多種復合物的亞基,分別參與染色質的組裝、脫落酸(ABA)機制的微調、春化反應等過程,與擬南芥的營養狀況和生殖發育密切相關[10-12];此外,K?hler等[13]還證明了AtMSIL1在擬南芥種子發育的過程中不可缺少。在擬南芥中,不僅AtMSI1扮演著重要的角色,AtMSI4在擬南芥生長發育的過程中也發揮著不可忽視的作用。例如,Pazhouhandeh等[14]通過研究表明,AtMSI4可以結合纖環泛素連接酶和CLF-PRC2復合物調控擬南芥的開花過程。此外,AtMSI4對植物的生長發育起促進作用,并參與某些生物和非生物的脅迫反應[15]。而關于AtMSI2、AtMSI3在擬南芥中發揮什么樣的功能,目前研究較少,因此其生物學功能尚不能確定。此外,周群豐[16]對水稻MSIL的研究表明水稻MSIL基因可以控制細胞的分裂分化,而OsMSI1對DNA甲基化及組蛋白H3K27甲基化修飾有重要的影響。MSIL不僅在植物中發揮作用,在哺乳動物中也是必不可少的,如MSIL可形成MSIL-pRB復合物參與抑制E2F轉錄因子的靶基因的轉錄過程[17]。綜上所述,MSIL基因家族有著豐富多樣的生物學功能,在植物和動物的生長發育過程中發揮著不可忽視的作用。因此,有必要對龍眼MSIL基因家族進行進一步的分析,了解其在龍眼生長發育過程中發揮的作用。
龍眼(Dimocarpus longan Lour.)是一種常綠果樹,屬于無患子科。原產于亞洲溫帶和熱帶,在我國廣泛種植于南部和東南亞地區[18]。龍眼胚胎發育狀況影響其種子大小、果實品質及果實產量[19],因此,對龍眼胚胎發育調控進行研究是十分有必要的。在進行龍眼胚胎發育的研究過程中,本實驗室提供的龍眼基因組[20]帶來了巨大的便利。目前,對于龍眼胚胎發育的研究已經有了一些進展。例如,DlRan參與了生長素類似物(2,4-D)誘導的龍眼體細胞胚胎生長發育的過程[21],龍眼體細胞胚胎形態和結構的建立則需要很多的lncRNA共同參與[22]。對于MSIL基因家族在植物胚胎發育過程中所發揮作用的研究較少,Rossi等[7]通過實驗探討了ZmRbAp基因在胚乳早期分化的作用,發現ZmRbAp1參與了胚乳早期的形成,而且ZmRbAp基因可能有助于生殖器官細胞分裂和形態建成。由此推測,龍眼MSIL基因家族也有類似的生物學功能。因此,本文通過對龍眼基因組進行篩選,共獲得6條龍眼MSIL基因即DlMSI1a、DlMSI1b、DlMSI1c、DlMSI2、DlMSI4a、DlMSI4b,并根據轉錄組對龍眼MSIL基因在不同胚性發生階段和不同組織器官中的特異性表達進行分析,初步了解在體胚階段與非體胚階段龍眼MSIL基因表達的差異性。然后通過對龍眼MSIL基因家族成員的蛋白質理化性質、系統發育進化樹、基因結構和蛋白質結構域以及啟動子順式作用元件進行分析,從而對龍眼MSIL基因的生物學功能有了初步的了解。最后,采用熒光定量PCR分析(qPCR)研究龍眼MSIL基因部分成員在不同激素濃度下的表達情況。以期為研究龍眼MSIL基因家族在龍眼體胚及生長和發育過程中的作用機制提供理論依據。
1.1材料
實驗室構建的龍眼基因組數據庫(NCBI登錄號:BioProject PRJNA305337)、龍眼轉錄組數據庫(SRA050205),在Uniprot(https://www.uniprot.?org/)數據庫中下載擬南芥(Arabidopsis thaliana)MSIL家族的基因序列和氨基酸序列,phytozome(https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal.html)數據庫下載水稻(Oryza sativa)、玉米(Zea mays)、蘋果(Malus domestica)、大豆(Glycine max)、甜橙(Citrus sinensis)、馬鈴薯(Solanum tuberosum)、番茄(Solanum lycopersicum)MSIL家族的基因序列和氨基酸序列。
將實驗室培養了20?d的生長發育較好的龍眼胚性愈傷組織作為材料,并選出0.5?g的松散、淺黃且顆粒較細的龍眼愈傷組織作為不同激素處理的備用材料。首先選取5個干燥潔凈的錐形瓶,然后加入50?mL的MS液體培養基,再分別加入濃度為0、2.5、12.5、62.5?mg/L的赤霉素激素,把選好的愈傷組織接種于配好的液體培養基中,在25?℃、110 r/min的搖床中,黑暗培養24?h。最后收集上述處理的材料,用液氮速凍后保存在?80?℃的冰箱中,用于熒光定量分析[23]。
1.2方法
1.2.1DlMSIL家族成員的鑒定和進化樹的構建??為鑒定龍眼MSIL基因家族成員,首先采用Conserved Domains Database(CDD;https:// www.?ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml)對擬南芥MSIL氨基酸序列的蛋白結構域進行初步分析,再通過TBtools[24]進行繪制,最后根據獲得的擬南芥MSIL保守結構域并結合NCBI Blast同源比對結果,進行龍眼MSIL基因家族成員的篩選,篩選過后共獲得6條龍眼MSIL候選序列。
通過CDD進行龍眼MSIL候選序列和AtMSI1序列的蛋白結構域分析,再采用TBtools軟件對龍眼MSIL候選序列的蛋白結構域進行繪制;利用DNAMAN對龍眼MSIL候選序列和AtMSL1蛋白序列進行同源性對比;采用MEGA?5.05軟件對龍眼、擬南芥、水稻、玉米、蘋果、大豆、甜橙、馬鈴薯、番茄的MSIL蛋白家族序列進行序列對比并手動刪除同源性相差較大的序列,然后通過鄰近法(Neighbor-joining method)構建系統進化樹,將自展法系數(Bootstrap)設置為1000次進行重復檢驗。采用同樣的方法,單獨對龍眼MSIL基因家族成員進行系統進化樹的構建。
1.2.2DlMSIL基因結構以及蛋白結構域分析??通過GSDS在線分析龍眼MSIL家族成員基因結構中內含子與外顯子的數量和位置;通過ExPASy、SignalP4.0在線分析龍眼MSIL家族成員氨基酸序列的等電點(pI)、蛋白質分子量(Mw)、氨基酸數目以及N端信號肽;通過NetNGlyc在線分析DlMSIL家族成員氨基酸序列的糖基化位點(Threshold=0.5);通過MEME對DlMSIL家族成員進行motif分析,然后再通過TBtools將得到的motif結果進行進一步繪制。
1.2.3DlMSIL基因的啟動子分析??采用Plant care在線網站分析龍眼MSIL家族成員的啟動子特征以及順式作用元件的特點,然后再采用GraphPad Prism軟件對順式作用元件進行統計分析,從而對DlMSIL家族成員的順式元件有更加深入的了解。
1.2.4DlMSIL基因家族成員在不同體胚階段、不同器官及不同激素處理下的特異性表達??利用在龍眼轉錄組數據庫中提取的DlMSIL家族成員在不同體胚發生階段即非胚性愈傷組織(non-embryonic callus,NEC)、不完全胚性緊實結構(incomplete compact pro-embrogenic cultures,ICpEC)、球形胚(globular embryos,GE)和不同組織器官即種子、根、莖、葉、花蕾、果肉、幼果、果皮以及不同激素(2,4-D、2,4-D-KT、KT、MS)中特異表達的FPKM值,通過TBtools制作熱圖,以便了解該基因家族成員在不同體胚階段、不同器官及不同激素處理下的差異性表達。
1.2.5DlMSIL基因家族部分成員qPCR引物設計和分析??利用DlMSI1a、DlMSI1c、DlMSI4a3條龍眼MSIL基因家族成員的CDS序列,通過Primer Premier6.0初步尋找其正向與反向引物,再通過DNAMAN進行二次篩選,得到以下符合引物設計原則的引物(表1)。以EF-1a為內參[25],采用Excel并參考單內參系統檢驗DlMSIL基因家族成員的表達情況,利用IBM SPSS Statistics 24軟件進一步了解龍眼EC階段中DlMSIL1a、DlMSI1c、DlMSI4a在不同濃度的赤霉素濃度處理下的特異性表達。
25.89%、52.69%、23.15%和21.36%,由此可見,DlMSI1b與AtMSI1同源性最高,因此進一步推測DlMSI1b與AtMSI1可能具有類似的功能。
2.4DlMSIL基因家族成員啟動子分析
為了進一步了解龍眼MSIL基因家族成員的基因表達調控基本情況,通過Plant Care在線網站對龍眼MSIL基因上游2000 bp的啟動子區域進行了順式元件分析。結果表明,龍眼MSIL基因家族成員均含有CAAT-box和TATA-box,并且CAAT-box均多于TATA-box,這表明該基因家族成員均能正常轉錄(圖5)。
為了更好的了解龍眼MSIL基因家族成員的生物學功能,對該基因家族成員的主要啟動子的順式作用元件進行了分析(圖6)。結果表明,龍眼MSIL基因家族成員均含有光響應元件、增強子順式作用元件及在轉錄起始位點?30附近的核心啟動子響應元件,并且在轉錄起始位點?30附近的核心啟動子響應元件含量最多。大部分龍眼
MSIL基因家族成員具有厭氧誘導響應元件,參與赤霉素、水楊酸的激素應答以及低溫脅迫;50%的基因響應茉莉酸甲酯、脫落酸的激素應答以及玉米醇溶蛋白的代謝調控,還含有光脅迫和干旱脅迫下MYB轉錄因子的結合位點;33.3%的基因具有生長素響應元件和防御與應激響應元件。此外,與黃酮類化合物生物合成相關基因調控的MYB轉錄因子結合位點只存在DlMSI1a基因中,參與晝夜控制的順式作用調控元件和在α-淀粉酶啟動子中保守的序列只存在于DlMSI4a基因中,只有DlMSI2基因具有MYBHV1結合位點,只有DlMSI4b具有缺氧特異性誘導響應。由此可見,龍眼MSIL基因家族成員具有大量的光響應元件、激素響應元件、脅迫響應元件以及其他參與植物生長調節的順式響應元件。不同的成員所包含的順式作用元件及其數量有所不同,這可能導致不同成員產生的光周期效應不同,對不同的脅迫響應具有一定的區別,參與龍眼生長過程中相關的激素應答存在顯著差異,并且不同成員對龍眼生長過程中有不同的特異性功能。而特有的順式調控元件,則可能導致龍眼MSIL基因家族成員之間出現功能特異性的情況。
2.5 DlMSIL基因家族成員在不同體胚階段和不同器官中特異性表達分析
為了解龍眼MSIL基因在不同體胚階段和不同器官的特異性表達,利用TBtools制作了熱圖(圖7)。結果顯示,不同體胚發生過程中,龍眼MSIL基因在ICpEC階段中均表現為上調表達;在NEC階段中只有DlMSI1c上調表達;在EC階段DlMSI1b、DlMSI1c下調表達,其余龍眼MSIL基因家族成員均上調表達;在GE階段中只有DlMSI1c下調表達。由此可見,龍眼MSIL基因家族成員在體胚發生階段總體呈現上調表達的趨勢,這可能與龍眼MSIL基因家族成員在體胚發生階段具有重要功能有關。除此之外,發現DlMSI1c在不同體胚發生過程中與大部分龍眼MSIL基因發生表達的不同,這可能與DlMSI1c基因在體胚發生過程中不同的生物學功能有關。
在不同組織器官中,龍眼MSIL基因家族成員在種子、花、花蕾、果皮均表現為下調表達;在幼果中DlMSI1a、DlMSI1b、DlMSI1c上調表達,DlMSI2、DlMSI4a、DlMSI4b下調表達;在葉子中,只有DlMSI1c上調表達,其余龍眼MSIL基因均下調表達;在果肉中,DlMSI1a、DlMSI4a下調表達,DlMSI1b、DlMSI1c、DlMSI2、DlMSI4b上調表達;在根中,DlMSI1a、DlMSI1b、DlMSI4a下調表達,DlMSI1c、DlMSI2、DlMSI4b上調表達;在莖中,DlMSI1b、DlMSI1c上調表達,其余均下調表達。由此可見,龍眼MSIL基因在組織器官中總體呈現下調表達。
綜上所述,從體胚階段到非體胚階段龍眼MSIL基因總表達水平呈現一種逐漸降低的趨勢,暗示龍眼MSIL基因可能更多參與龍眼植株的體胚階段。龍眼MSIL基因在體胚發生階段發揮著重要的作用,其中在不完全胚性階段均表達,大部分成員在胚性階段表達,而在非胚性階段有5個成員不表達,這體現出龍眼MSIL基因在胚性階段和非胚性階段的顯著差異;在組織器官中,大部分龍眼MSIL基因不表達,尤其在種子、花、花蕾、果皮中均不表達,也可能是由于龍眼MSIL基因較少參與組織器官的形態建成。
2.6 ?DlMSIL基因家族成員在不同激素下的表達模式分析
為了解DlMSIL基因家族成員在不同激素下的特異性表達,通過TBtools制作了熱圖(圖8)。結果顯示,龍眼MSIL基因家族成員在2,4-D與2,4-D-KT激素處理下,均呈現下調表達;而在KT與MS激素處理下,均呈現上調表達。推測2,4D可能抑制龍眼MSIL基因家族成員的表達,KT與MS則促進龍眼MSIL基因家族成員的表達。
研究龍眼EC階段中DlMSIL1a、DlMSI1c、DlMSI4a在不同濃度的赤霉素(GA3)中的特異性表達,結果如圖9所示。在GA3不同濃度的處理下,DlMSI1a和DlMSI1c在不同GA3濃度處理下的表達均呈現先上升后下降的趨勢,由此可見在低濃度處理下對DlMSI1a和DlMSI1c具有上調表達作用,而高濃度處理具有下調表達作用,且在GA3濃度為2.5 mg/L時相對表達量達到最大值,總體表現為下調表達,區別是DlMSI1c的表達隨著GA3濃度變化的幅度較小;?DlMSI4a的相對表達量呈現為先下降再上升最后下降的趨勢,DlMSI4a表達的變化幅度較大,較低的GA3濃度時其表現為下調表達,較高濃度則表現為上調表達。此外,DlMSI4a在GA3濃度為12.5?mg/L時相對表達量達到最大值,因此可以認為在GA3濃度為12.5?mg/L的處理下最利于DlMSI4a進行轉錄。隨著GA3濃度的改變DlMSI4a變化幅度劇烈的表達模式,暗示其受到GA3濃度的調控作用。
3.1 ?DlMSIL基因家族成員的功能可能具有多樣性
CAF1C_H4-bd是CAF1復合物的亞基,而CAF-1是一種保守的雜三聚體蛋白復合物,促進主要的組蛋白H3復制依賴的核小體組裝。在DNA復制與損傷修復過程中,CAF-1主要參與染色質的形成[26]。研究發現,在果蠅中,最大的亞基CAF-1 p180是控制異染色質形成和維持表觀遺傳的重要因素[27]。在擬南芥中,AtMSI1與RDR1結合抑制雌配子中MET1的表達,從而導致印記基因FIS2/FWA不能被甲基化修飾,而影響胚乳的形成[28]。前面我們已經知道,WD40超家族具有多種生物學功能。結合蛋白結構分析,結果顯示龍眼MSIL家族成員均屬于WD40超家族和CAF1C_H4-bd超家族,且AtMSI1與DlMSI1a、DlMSI1b、DlMSI2的蛋白序列的同源性較高,推測DlMSIL在龍眼的生長與發育過程中可能參與染色質組裝、胚乳發育等生物學途徑。再結合啟動子順式元件分析,結果顯示龍眼MSIL基因家族具有干旱脅迫和光脅迫下MYB轉錄因子的結合位點,暗示龍眼MSIL基因可能受MYB轉錄因子調控途徑作用,從而增強抵抗逆境脅迫的能力。
3.2 ?DlMSIL基因家族成員可能在龍眼胚胎發育過程中起著關鍵作用
迄今為止,已有研究表明MSIL基因家族成員在胚胎生長發育的過程中發揮著不可忽視的作用。如擬南芥AtMSI1同FIE、MEA共同構成FIS復合物,而FIS復合體中的任何一個亞基的缺乏都會導致與受精無關的種子發育和種子敗育,K?hler等[13]的研究結果表明AtMSI1對擬南芥種子發育的正確起始和發展過程有著舉足輕重的作用。后來,Dumbliauskas等[29]還發現AtMSI1與CUL4-DDB1結合形成控制胚乳形成和維持MEDEA親本印記過程的蛋白復合物。根據我們對龍眼MSIL基因家族成員在不同胚性發生階段和不同器官中的特異性表達結果可知,DlMSIL在胚性發生階段具有明顯的上調表達,尤其是在胚胎發育的成熟階段表現出較高的表達,而在不同器官中DlMSIL的表達顯著下調。因此,我們推測DlMSIL基因家族是胚胎生長和發育過程中的關鍵調節因子。此外,值得注意的是,在體胚發生階段中,DlMSI1c的表達與大部分DlMSIL基因成員相反,在NEC階段中其他DlMSIL基因成員表現為下調表達,DlMSI1c則表現為上調表達;在GE階段中其他DlMSIL基因成員表現為上調表達,DlMSI1c則表現為下調表達。由此推測,在龍眼DlMSIL基因中,只有DlMSI1c參與龍眼胚胎體細胞的發生過程,而其他DlMSIL基因成員則主要參與胚胎的發育過程。
3.3 ?DlMSIL基因家族成員可能參與多種植物激素信號通路和某些非生物脅迫
DlMSIL基因家族中有50%以上的成員具有赤霉素響應元件。赤霉素是調節植物細胞伸長的主要激素之一,如果缺乏赤霉素會導致植物生長矮小[30]。而周群豐[16]經研究表明油菜素內酯和赤霉素的信號轉導過程中受阻可能造成植株矮化。本研究就不同GA3濃度對DlMSI1a、DlMSI1c及DlMSI4a進行了定量表達研究,結果表明,DlMSI1a與DlMSI1c在高濃度時其表達模式表現為抑制作用,而DlMSI4a在不同濃度處理下其表達模式呈現先下降后上升再下降的趨勢,表明DlMSI4a的表達容易受到GA3濃度的調控,因此推測DlMSIL可以通過赤霉素信號通路在種子生長和發育過程中發揮作用。除此之外,DlMSIL基因家族還具有脫落酸、茉莉酸甲酯、赤霉素、水楊酸等激素應答響應元件。由此推測,DlMSIL基因成員參與多種激素信號傳遞。
根據Mehdi等[11]研究表明,MSI1與組蛋白去乙酰化19(HDA19)屬于一個復合體,MSI1或HDA19可以都反向調控ABA的敏感性和鹽脅迫的耐受性。此外,ABA還是對非生物脅迫的主要介質。因此根據我們對龍眼MSIL基因家族成員啟動子順式作用元件的分析,我們可知該基因家族有50%的成員具有ABA響應元件,從而初步推測龍眼MSIL基因家族部分成員可以調控ABA的敏感性和鹽脅迫的耐受性。除此之外,在龍眼MSIL基因家族中,50%及以上成員具有低溫應激、厭氧脅迫、光脅迫和干旱脅迫等非生物脅迫響應元件,由此我們猜測龍眼MSIL基因參與植株生長發育過程中的非生物脅迫過程。Kim等[31]通過研究得知,AtMSI4/FVE在調控植物開花和抗寒脅迫方面具有雙重作用,這種作用可能為植物提供進化適應性。此外,面對非最佳環境狀態時,植物利用大量的轉錄反應來面對某些非生物脅迫,這些轉錄調控在很大程度上受染色質控制[32],而MSIL基因家族又是參與染色質組裝的蛋白復合物的一部分,并且該基因家族部分成員具有非生物脅迫響應元件,因此,我們猜測龍眼MSIL基因家族部分成員在多種非生物脅迫上發揮著不可忽視作用。
除此之外,龍眼MSIL基因家族成員均含有大量的光響應元件,這說明該基因家族在光響應過程中發揮著舉足輕重的作用。不難發現,在龍眼MSIL基因家族中,只有DlMSI4a具有參與晝夜控制的順式作用調控元件,因此我們推測該成員在調節植物晝夜節律上發揮重要的作用。同時只有DlMSI1c具有與黃酮類化合物生物合成相關基因調控的MYB轉錄因子結合位點,因此在龍眼生長發育過程中,該成員可能參與種子成熟或者果皮成色階段。
總之,龍眼MSIL基因家族成員在體胚階段如何應對多種生物脅迫,如何參與激素響應以及在龍眼生長發育及代謝中如何起作用還需要進一步深入研究。
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