玉米BBX基因家族鉴定及表达分析

BBX(B-box)是一类光温响应转录因子家族参与植物光形态建成及逆境响应.为揭示ZmBBX家族基因功能,采用生物信息学方法在玉米基因组水平对该基因家族进行鉴定,并对其基本理化性质、基因结构、系统进化关系、启动子顺式作用元件和基因表达谱进行分析.ZmBBX基因家族共有34个成员,划分为5个亚族,编码蛋白氨基酸介于142～498 aa,预测大多数成员定位于细胞核内.ZmBBX基因启动子存在大量的光响应元件、胁迫响应元件、激素应答元件和生长发育相关的顺式作用元件.全生育期组织表达谱发现,ZmBBX7、ZmBBX27 和 ZmBBX28 在玉米的全生育期均高表达,ZmBBX3、ZmBBX5、ZmBBX14、ZmB-BX15、ZmBBX19 和 ZmBBX20 在玉米叶片中表达量较高,ZmBBX6、ZmBBX11、ZmBBX18 和 ZmBBX32 在玉米叶片和种子形成前期等时期表达量较高.同时,对实验室盐处理转录数据分析发现,ZmBBX1、ZmB-BX3、ZmBBX9、ZmBBX12、ZmBBX13、ZmBBX21、ZmBBX25、ZmBBX29 和 ZmBBX33 9 个基因在地上和地下都差异表达,其中除ZmBBX3在叶片和根中表达不同外,其余基因在叶片和根中基本都上调表达.基于全生育期转录组数据的共表达及GO和KEGG富集分析发现,ZmBBX1、ZmBBX4、ZmBBX10、ZmBBX16和ZmBBX32可能通过蛋白互作介导光依赖的MEbrown模块中萌发籽粒的代谢和生长发育调控.蛋白互作预测分析发现,ZmBBX不仅可以发生同源互作,而且可发生异源互作,并且得到共表达转录数据的支持.综上,ZmBBX基因全生育期组织表达和逆境表达分化明显,在盐等非生物逆境和光相关的生长发育调控中发挥重要作用.