白桦BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析

doi:10.3969/j.issn.1000-2006.201709001

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南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2018, Vol. 42 ›› Issue (04): 113-118.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.201709001

白桦BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析

董京祥,任丽,张园,杨洋,黄海娇,李慧玉^*

东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040

出版日期:2018-07-27 发布日期:2018-07-27
基金资助:
基金项目:国家重点研发计划(2017YFD0600603) 第一作者:董京祥(dongjingxiang0519@163.com)。*通信作者:李慧玉(lihuiyu2017@1263com),教授。

Bioinformatics and expression analysis of BpTCPs in Betula platyphylla Suk.

DONG Jingxiang, REN Li, ZHANG Yuan, YANG Yang, HUANG Haijiao, LI Huiyu^*

School of Forestry, Northeast Forestry University,Harbin 150040, China

Online:2018-07-27 Published:2018-07-27

摘要/Abstract

摘要： 【目的】通过研究白桦TCP转录因子的序列特征及其在不同时期组织中的表达规律,为揭示BpTCPs 在白桦生长发育中的作用提供证据。【方法】依据白桦45个转录组测序结果,共获得 15 条TCPs 基因。利用生物信息学方法对TCPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达模式。【结果】生物信息学分析发现,15 条 BpTCPs均含有 1 个高度保守的bHLH结构域,系统进化分析发现 15条白桦TCP分属于TCP 蛋白的两大类; qRT-PCR分析结果显示,自5月到 9月的生长阶段中,顶芽中 BpTCPs 的表达水平呈现不同程度升高的变化趋势; 茎中BpTCP3在整个生长季上调表达; BpTCP4、BpTCP10及BpTCP7、BpTCP8分别在越冬后的雌花及雄花中上调表达。【结论】明确了BpTCPs基因的功能及揭示其参与调控植物生长的分子机制奠定基础。

Abstract: Abstract: 【Objective】To analyze the sequence features and gene expression patterns of TCP transcription factors from Betula platyphylla Suk. in different tissues and time points. 【Method】Based on 45 birch transcriptome databases, 15 BpTCP genes were identified and the sequence features and gene expression at different time points and in different tissues(leaves, terminal buds, stems, male inflorescences and female inflorescences)were analyzed.【Result】Bioinformatic analysis showed that all 15 BpTCPs contained a highly conserved bHLH domain. Phylogenetic analysis showed that the 15 birch TCP proteins belonged to two major categories.The qRT-PCR results suggested that the expression levels of the 15 BpTCP genes changed significantly in terminal buds and that most BpTCP genes were up-regulated from May to September. In stems, BpTCP3 exhibited an increasing pattern during the full growth period; BpTCP4, BpTCP10, BpTCP7 and BpTCP8 were up-regulated in male and female inflorescences after winter.【Conclusion】This study may provide information for further research on the functional characteristics of BpTCPs gene and the molecular mechanism(s)involved in the regulation of plant growth.

中图分类号:

S792
Q781

董京祥,任丽,张园,等. 白桦BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2018, 42(04): 113-118.

DONG Jingxiang, REN Li, ZHANG Yuan, YANG Yang, HUANG Haijiao, LI Huiyu. Bioinformatics and expression analysis of BpTCPs in Betula platyphylla Suk.[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2018, 42(04): 113-118.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201709001.

参考文献

[1] DOEBLEY J, STEC A, HUBBARD L. The evolution of apical dominance in maize [J]. Nature, 1997, 386(6624): 485-488. DOI: 10.1038/386485a0.
[2] LUO D, CARPENTER R, VINCENT C, et al. Origin of floral asymmetry in Antirrhinum[J]. Nature, 1996, 383(6603): 794-799. DOI: 10.1038/383794a0.
[3] KOSUGI S, OHASHI Y. PCF1 and PCF2 specifically bind to cis elements in the rice PROLIFERATING CELL NUCLEAR ANTIGEN gene [J]. Plant Cell, 1997, 9(9): 1607-1619. DOI: 10.1105/tpc.9.9.1607.
[4] RESENTINI F, FELIPO-BENAVENT A, COLOMBO L, et al. TCP14 and TCP15 mediate the promotion of seed germination by gibberellins in Arabidopsis thaliana[J]. Mol Plant, 2015, 8(3):482-485. DOI: 10.1016/j.molp.2014.11.018.
[5] HERVé C, DABOS P, BARDET C, et al. In vivo interference with AtTCP20 function induces severe plant growth alterations and deregulates the expression of many genes important for development [J]. Plant Physiol, 2009, 149(3): 1462-1477. DOI: 10.1104/pp. 108.126136.
[6] PRUNEDA-PAZ J L, BRETON G, PARA A, et al. A functional genomics approach reveals CHE as a component of the Arabidopsis circadian clock[J]. Science, 2009, 323(5920): 1481-1485. DOI: 10.1126/science.1167206.
[7] KOYAMA T, FURUTANI M, TASAKA M, et al.TCP transcription factors control the morphology of shoot lateral organs via negative regulation of the expression of boundary-specific genes in Arabidopsis[J]. Plant Cell, 2007, 19(2): 473-484. DOI: 10.1105/tpc.106.044792.
[8] SARVEPALLI K, NATH U. Interaction of TCP4-mediated growth module with phytohormones[J]. Plant Signal Behav, 2011, 6(10): 1440-1443. DOI: 10.4161/psb.6.10. 17097.
[9] NAVAUD O, DABOS P, CARNUS E, et al. TCP transcription factors predate the emergence of land plants [J]. J Mol Evol, 2007, 65(1): 23-33. DOI: 10.1007/s00239-006-0174-z.
[10] 刘文文,李文学.植物bHLH转录因子研究进展 [J].植物技术进展,2013,3(1): 7-11. LIU W W,LI W X. Progress of plant bHLH transcription factor[J]. Current Biotechnology,2013,3(1): 7-11.
[11] CUBAS P, LAUTER N, DOEBLEY J, et al. The TCP domain: a motif found in proteins regulating plant growth and development [J]. The Plant Journal, 1999, 18(2): 215-222. DOI: 10.1046/j.1365-313X.1999.00444.x.
[12] FRANCIS A, DHAKA N, BAKSHI M, et al. Comparative phylogenomic analysis provides insights into TCP gene functions in Sorghum[J]. Sci Rep, 2016, 5(6):38488. DOI: 10.1038/srep38488.
[13] EFRONI I, BLUM E, GOLDSHMIDT A, et al. A protracted and dynamic maturation schedule underlies Arabidopsis leaf development [J]. Plant Cell, 2008, 20(9): 2293-2306. DOI: 10.1105/tpc.107.057521.
[14] KOYAMA T, SATO F, OHME-TAKAGI M. A role of TCP1 in the longitudinal elongation of leaves in Arabidopsis[J]. Biosci Biotechnol Biochem, 2010, 74(10): 2145-2147. DOI: 10.1271/ bbb.100442.
[15] VIOLA I L, MANASSERO N G, RIPOLL R, et al. The Arabidopsis class I TCP transcription factor AtTCP11 is a developmental regulator with distinct DNA-binding properties due to the presence of a threonine residue at position 15 of the TCP domain [J]. Biochem J, 2011, 435(1): 143-155. DOI: 10.1042/BJ20101019.
[16] TAKEDA T, AMANO K, OHTO M, et al. RNA interference of the Arabidopsis putative transcription factor TCP16 gene results in abortion of early pollen development [J]. Plant Mol Biol, 2006, 61(1-2): 165-177. DOI: 10.1007/s11103-006-6265-9.
[17] UBERTI-MANASSERO N G, COSCUETA E R, GONZALEZ D H, et al. Expression of a repressor form of the Arabidopsis transcription factor TCP16 induces the formation of ectopic meristems [J]. Plant Physiol Biochem, 2016, 108:57-62. DOI: 10.1016/j.plaphy. 2016.06.031.
[18] BREUIL-BROYER S, MOREL P, de ALMEIDA-ENGLER J, et al. High-resolution boundary analysis during Arabidopsis thaliana flower development [J]. Plant J, 2004, 38(1): 182-192. DOI: 10.1111/j.1365-313X.2004.02026.x.
[19] LAUFS P, PEAUCELLE A, MORIN H, et al. MicroRNA regulation of the CUC genes is required for boundary size control in Arabidopsis meristems[J]. Development, 2004, 131(7): 4311-4322. DOI: 10.1242/dev.01320.

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[1]	高明龙, 铁牛, 张晨, 李凤滋, 乌雅瀚, 罗奇辉, 王子瑞, 刘磊, 萨如拉. 基于Biomod2组合模型的我国山杨潜在分布区研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2024, 48(2): 247-255.
[2]	高源, 孙佳彤, 周晨光, 姜立泉, 李伟, 李爽. LBD12转录因子调控毛果杨木材形成研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2024, 48(1): 29-38.
[3]	王振猛, 杜振宇, 王霞, 王洪永, 高嘉, 马丙尧. 栎类新品种‘传奇’和‘鸿运当头’[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(6): 281-283.
[4]	邱靖, 李嘉宝, 朱大海, 陈昕. 花楸属直脉组7种/变种基因组大小及叶表皮微形态特征的分类学意义[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(3): 77-86.
[5]	韩淑敏, 闫伟, 杨雪栋, 胡博, 于凤强, 高润红. 白榆在我国的潜在分布格局及未来变化[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(3): 103-110.
[6]	孙荣喜, 潘昕昊, 仲小茹, 李桂盛. 不同种源米槠种子形态特征与营养成分变异分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(2): 27-34.
[7]	王孟珂, 国颖, 汪贵斌, 苑柯, 杨晓明, 国靖. 不同生境对银杏雌、雄株嫁接苗叶中聚戊烯醇等成分积累的影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2023, 47(1): 121-128.
[8]	吴岐奎, 张子晗, 徐宗大, 孙立民, 喻方圆. 野茉莉属植物资源研究进展[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(5): 240-246.
[9]	吕锋, 解孝满, 韩彪, 鲁仪增, 王磊, 董昕, 王艳, 陆璐, 刘莉, 宗绍宁, 李文清. 基于SSR标记的麻栎天然群体遗传多样性分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(3): 109-116.
[10]	俞子承, 凌聪, 陈赢男, 李淑娴, 尹佟明, 李小平. 雄性二倍体毛白杨再生体系的构建和遗传转化的研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2022, 46(1): 187-196.
[11]	王竹雯, 国艳娇, 李爽, 周晨光, 姜立泉, 李伟. 基于CRISPR/Cas9的毛果杨PtrHBI1基因功能解析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(6): 31-39.
[12]	孙佳彤, 国艳娇, 李爽, 周晨光, 姜立泉, 李伟. 基于CRISPR/Cas9的毛果杨bHLH106转录因子的功能研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(6): 15-23.
[13]	陈黎, 刘成功, 钱莹莹, 唐晓蝶, 王生树, 李志东, 李燕, 崔珺. 南方红豆杉人工林针叶C、N、P化学计量特征[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(5): 53-61.
[14]	魏龙鑫, 章异平, 李艺杰, 张玉茹. 栓皮栎叶片和枝条非结构性碳水化合物调配关系研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(2): 96-102.
[15]	臧明月, 李璇, 方炎明. 基于SSR标记的白栎天然居群遗传多样性分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2021, 45(1): 63-69.

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