王曉珊 葛晨輝 康亞妮 王全華 徐晨曦

摘? 要： 利用生物信息學手段鑒定了76個具有典型R結(jié)構(gòu)的菠菜轉(zhuǎn)錄因子（Spinacia oleracea）MYB，其中包括72條R2R3-MYB基因（2R-MYB）和4條R1R2R3-MYB基因（3R-MYB）。通過生物信息學對菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子家族成員的理化性質(zhì)、染色體定位、結(jié)構(gòu)域序列保守性和系統(tǒng)進化關系進行了分析，結(jié)果表明：菠菜MYB家族有32個基因位于染色體正鏈，另外44個基因位于染色體反鏈;MYB的DNA結(jié)合域中的保守域主要位于兩個R重復序列的第二和第三螺旋之間，結(jié)合域中每個R重復的第一和第二色氨酸之間的氨基酸序列相對不保守;根據(jù)菠菜、擬南芥及甜菜的MYB家族系統(tǒng)進化關系可以推測，菠菜MYB家族中56個成員可以按功能劃分為4類，在菠菜的生長發(fā)育過程中可能起著重要的調(diào)節(jié)作用，其余成員中有7個MYB基因可能參與菠菜響應氮素濃度的氮素利用及生長發(fā)育進程。

關鍵詞： 菠菜（Spinacia oleracea）; 轉(zhuǎn)錄因子MYB; 氮素處理; 基因表達

中圖分類號： S 636.1? ? 文獻標志碼： A? ? 文章編號： 1000-5137（2020）06-0677-15

Abstract： In this study，76 transcription factor genes within MYB gene family were identified.According to their structural characteristics，these MYB genes were divided into two categories，i.e.R2R3-MYB and R1R2R3-MYB.Based on the Prot Param，Soft Berry，MEGA7.0 and other online softwares were applied for bioinformatics analyses，such as physical and chemical properties，subcellular localization，and system evolution.According to their MYB conserved domain numbers，76 spinach （Spinacia oleracea） MYB genes were identified and divided into two subgroups，2R-MYB （72） and R1R2R3-MYB（4）.Chromosome mapping shows，spinachs MYB family has 32 genes in the chromosome chain，the other 44 genes are located in the reverse chain of chromosomes.Conservative domain analysis shows that，the conserved domains in the MYB DNA binding domain are mainly located between the second and third spirals of the two R repeats while the amino acid sequences between the first and second tryptophan repeats of each R in the DNA binding domain are relatively unconservative.The phylogenetic analysis indicated that spinach，Arabidopsis thaliana and beet MYB transcription factor proteins can be divided into thirty-five clusters.It was speculated that the 56 members，which can be functionally divided into 4 groups，of the spinach MYB family，plays an important regulatory role in the growth and development of spinach.The seven MYB genes from other members may be involved in the process of nitrogen utilization and development in response to nitrogen concentration in spinach.

Key words： spinach （Spinacia oleracea）; transcription factor MYB; nitrogen treatment; gene expression

0? 引? 言

MYB家族是植物最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，普遍參與調(diào)控植物器官發(fā)育、激素信號轉(zhuǎn)導、逆境脅迫應答及植物次生代謝等多個生物學過程[1-2]。MYB家族蛋白質(zhì)的共同特征是都含有高度保守的DNA結(jié)合域，即位于這些蛋白質(zhì)的N端的MYB結(jié)構(gòu)域。每個MYB結(jié)構(gòu)域包括1～4個連續(xù)的非冗余不完全重復序列（R1，R2，R3和R4）。每個重復包含大約50～53個氨基酸，形成3個α螺旋，在第二個和第三個α-螺旋之間形成一個“螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋”（HTH）結(jié)構(gòu)[3-4]。DNA結(jié)合區(qū)以外的氨基酸序列c-末端是一個激活結(jié)構(gòu)，長度和序列極其不同，這就導致了MYB蛋白功能的多樣性[5-6]?；谶@些結(jié)構(gòu)的重復次數(shù)，MYB家族又可分為4個亞家族，分別為1R-MYB（MYB-相關），2R-MYB（R2R3-MYB），3R-MYB（R1R2R3-MYB）以及4R-MYB[7-8]。在植物中，R2R3-MYB是常見的亞家族[7，9-10]，并且這些蛋白質(zhì)幾乎涉及植物生長發(fā)育的各個方面和階段。例如參與擬南芥、玉米、毛竹、甜菜和菠蘿等植物中[7，11-16]的種子胚發(fā)育[17]、腋芽分生組織的形成[18-19]、花瓣的形態(tài)發(fā)生[20]、花藥外壁的形成[21]、雄性生殖細胞的分裂和分化[22]、雌配子體的發(fā)育、花粉管的誘導、絲狀器的形成[23]、對赤霉素和茉莉酸的響應[24]、黃體酮的生物合成[25]以及次生壁的形成[26]等。研究表明：部分MYB轉(zhuǎn)錄因子還參與了植物氮代謝，例如擬南芥MYB轉(zhuǎn)錄因子PAP2受低氮脅迫的誘導而高豐度表達，通過參與花青素代謝的過程，調(diào)控氮代謝的循環(huán)通路[27]。

菠菜（Spinacia olerancea）是重要的經(jīng)濟作物，也是常見的喜硝植物，硝態(tài)氮是植物生長的主要氮素來源[28]。硝態(tài)氮也作為信號分子參與植物體內(nèi)許多生理代謝過程[29-30]，植物中碳氮比的變化是影響植株開花及花芽的因素之一[31]。菠菜是雌雄異株植物，性型分化復雜，受環(huán)境因素調(diào)控明顯，目前關于硝態(tài)氮及碳氮比對菠菜性別分化的影響未見報道。本研究利用生物信息學手段篩選、分析了菠菜MYB 轉(zhuǎn)錄因子家族基因，及菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子在不同氮處理下的表達模式，為后續(xù)菠菜MYB基因參與氮代謝及性別分化的功能研究提供重要基礎。

1? 材料與方法

1.1 菠菜SoMYBs家族基因的檢索、鑒定與理化性質(zhì)分析

從擬南芥種質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫（http：//www.arabidopsis.org/）下載擬南芥MYB基因家族蛋白質(zhì)序列，從菠菜種質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫（http：//www.spinachbase.org/）下載菠菜MYB家族基因CDS和蛋白質(zhì)序列，從植物轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫（http：//planttfdb.cbi.pku.edu.cn/）下載MYB結(jié)構(gòu)域序列。以擬南芥MYB蛋白為探針在菠菜蛋白數(shù)據(jù)庫中進BlastP搜索得到候選菠菜基因。在Expasy網(wǎng)站（https：//prosite.expasy.org）、Pfam網(wǎng)站（http：//pfam.xfam.org/）和、EBI網(wǎng)站（http：//www.ebi.ac.uk/）逐條鑒定這些候選菠菜基因的R結(jié)構(gòu)重復區(qū)，含有R重復區(qū)則記為MYB家族;若含有一個殘缺或完整的R結(jié)構(gòu)，則記為MYB-相關（MYB-related）家族。

在Expasy網(wǎng)站（https：//web.expasy.org/protparam/）得到菠菜MYB基因家族的蛋白質(zhì)等電點及相對分子質(zhì)量。在菠菜種質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫（http：//www.spinachbase.org/）查找基因在染色體上的位置。在亞細胞定位預測網(wǎng)站（https：//wolfpsort.hgc.jp/）預測得出菠菜MYB基因的亞細胞定位。

1.2 保守結(jié)構(gòu)域和基因結(jié)構(gòu)分析

為了探索R2R3-MYB蛋白DNA結(jié)構(gòu)域的特點，將所有含有R2R3重復的菠菜MYB家族基因（SoMYBs）通過MEGA（version 7.0）中的ClustalW進行多重比對[32]。用WebLogo分析R2R3-SoMYBs保守結(jié)構(gòu)域中相應位置的氨基酸殘基分布[33]。以上各軟件參數(shù)均為默認參數(shù)。

為了進一步分析基因結(jié)構(gòu)，用TBtools分析了R2R3-MYBs外顯子和內(nèi)含子、系統(tǒng)發(fā)育關系以及蛋白保守基序。

1.3 系統(tǒng)發(fā)育分析和功能預測

為了探索菠菜MYB家族基因（SoMYBs）與擬南芥MYB家族基因（AtMYBs）、甜菜MYB家族基因（BvMYBs）的進化關系，進而更好地預測菠菜MYBs的功能，用ClustalW軟件將這些氨基酸全序列進行比對（76SoMYBs，168AtMYBs和68BvMYBs）后繪制鄰接進化樹（NJ tree），參數(shù)設為默認值。

1.4 表達模式分析

供氮處理的實驗材料SP75為本實驗的自交系材料。將種子浸種1 d后，播于72孔育苗穴盤中，培養(yǎng)基質(zhì)為草炭土與珍珠巖等比例混合。置于溫室培養(yǎng)，條件為光照10 h，黑暗14 h，溫度20 ℃，濕度70%。21 d后移栽至大花盆中，培養(yǎng)條件不變。7 d后，選取長勢一致的菠菜幼苗，進行不同硝態(tài)氮濃度的供氮處理。設置4個濃度梯度的營養(yǎng)液進行澆灌，營養(yǎng)液中氮（NO3-）的物質(zhì)的量濃度分別為0（無），0.294（低氮），5.880（中氮），11.760（高氮）mmol?L-1。處理7 d后收集第3對功能葉，使用Trizol法提取菠菜總核糖核酸（RNA），并使用NanoDrop? OneC分析RNA的濃度與質(zhì)量。通過PrimeScript? RT reagent Kit with gDNA Eraser（Perfect Real Time）試劑盒將提取的總RNA反轉(zhuǎn)錄成互補脫氧核糖核酸（cDNA）模板。使用Primer-BLAST（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast）進行引物設計。使用TB Green? Premix Ex Taq?（Tli RNaseH Plus）試劑盒在ABI7500上進行實時熒光定量聚合酶鏈式反應（qRT-PCR）。采用So18s rRNA作為內(nèi)參基因，用2-ΔΔCt法計算相對表達量，用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、作圖。

2? 結(jié)果與分析

2.1 菠菜SoMYBs鑒定、定位及蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預測

通過綜合比對，在菠菜中共鑒定出了76條具有R重復區(qū)的MYB家族基因，其中包括72條R2R3-MYB基因（2R-MYB）和4條R1R2R3-MYB基因（3R-MYB）。將2R-MYBs命名為SoMYB1-SoMYB72，3R-MYB命名為SoMYB73-SoMYB76。

菠菜SoMYBs基因的基因組核苷酸序列長度最長的是SoMYB75（14 134 bp），最短的是SoMYB66（735 bp）;CDS最長SoMYB67（4 797 bp）的是，最短的是SoMYB57（687 bp），如表1所示。

菠菜MYB家族有32個基因位于染色體正鏈，另外44個基因位于染色體反鏈。除26條基因未準確定位外，SoMYB19，SoMYB33，SoMYB42等8條基因定位于1號染色體;SoMYB1，SoMYB2，SoMYB6等9條基因定位于2號染色體;SoMYB3，SoMYB17，SoMYB29等7條基因定位于3號染色體;SoMYB4，SoMYB5，SoMYB21等7條基因定位于4號染色體;SoMYB14，SoMYB15，SoMYB18等9條基因定位于5號染色體;SoMYB11，SoMYB20，SoMYB26等10條基因定位于6號染色體。

菠菜MYB蛋白二級結(jié)構(gòu)均由α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角、擴展鏈結(jié)構(gòu)、無規(guī)卷曲這4種結(jié)構(gòu)組成，且這4種結(jié)構(gòu)的比例均不相同。普遍來看，α-螺旋和無規(guī)卷曲的比例高于β-轉(zhuǎn)角和擴展鏈結(jié)構(gòu)，無規(guī)卷曲的比例通常最高，但也有例外，如SoMYB4。

菠菜MYB蛋白質(zhì)氨基酸數(shù)量最多的是SoMYB67（1 598 aa），最少的是SoMYB57（228 aa），蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量（MW）在最大的是SoMYB67（173 481.38 u），最小的是SoMYB57（25 731.36 u）;等電點（pI）最小為4.59（SoMYB23），最大為9.47（SoMYB54）。亞細胞定位預測結(jié)果顯示，有54個SoMYBs僅在細胞核中表達，SoMYB71和SoMYB75定位在細胞核與葉綠體中，推測其余的SoMYBs基因在細胞核及細胞質(zhì)中均存在。

2.2 菠菜R2R3-MYB基因家族保守結(jié)構(gòu)域分析

為進一步研究和鑒定R2R3-MYB蛋白同源結(jié)構(gòu)域的特征，通過R2和R3重復的氨基酸序列對R2R3-MYBs進行了多序列比對和weblogo分析。結(jié)果如圖1所示，和其他物種相似，菠菜的R2R3-MYB均含有基本的R2重復和R3重復結(jié)構(gòu)，即[-W-（X19）-W-（X19）-W-]和[-F-（X18）-W-（X18）-W-]。結(jié)果顯示：R2重復有高度保守的色氨酸（Tryptophan，W）三聯(lián)結(jié)構(gòu)，分別位于第9，29和49位，這3個色氨酸被19個其他氨基酸隔開。R3重復有類似的保守結(jié)構(gòu)，但與R2不同，R3中的第1個保守色氨酸（第62位）主要被苯丙氨酸（Phenylalanine，F(xiàn)）取代，少量被異亮氨酸（Isoleucine，I）和亮氨酸（Leucine，L）所取代，其與第81，100位的色氨酸構(gòu)成保守的R3結(jié)構(gòu)，這3個氨基酸也直接被其他18個氨基酸間隔。除了這2個高度保守的結(jié)構(gòu)外，在R2重復中，第13位的谷氨酸（Glutamic acid，E）、第14位的天冬氨酸（Aspartic acid，D）、第17位的亮氨酸、第45位的半胱氨酸（Cysteine，C）和第48位的精氨酸（Arginine，R）也是比較保守的;在R3重復中，比較保守的是第66位的谷氨酸、第84位的異亮氨酸、第91位的精氨酸和第92位的蘇氨酸（Threonine，T）。MYB的DNA結(jié)合域中的保守域主要位于兩個R重復序列的第二和第三周之間（每個重復中HTH結(jié)構(gòu)域的第三螺旋），如圖1所示。然而，MYB的DNA結(jié)合域中每個R重復的第一和第二色氨酸之間的氨基酸序列相對不保守。

2.3 基于基因結(jié)構(gòu)的MYB轉(zhuǎn)錄因子的系統(tǒng)發(fā)育分析

利用MEME網(wǎng)站（http：//meme-suite.org/）對菠菜和擬南芥的MYB蛋白質(zhì)序列進行分析，共鑒定出10個保守基序。長度為11～29，這些motifs的分布如圖2所示。每個MYB蛋白中的motif數(shù)量為2～7個，其中，motif5存在于所有76個菠菜MYB蛋白中，并且均不位于C末端;其次是motif1和motif3存在于69個蛋白中;motif2和motif4存在于68個蛋白中;motif6存在于60個蛋白中，并且均位于C末端;motif7存在于35個蛋白中，并且均位于N末端;motif8僅存在于SoMYB41，SoMYB66，SoMYB68，SoMYB69，SoMYB70這5個蛋白中;motif9僅存在于SoMYB66，SoMYB68，SoMYB69，SoMYB70，SoMYB72這5個蛋白中;motif10僅存在于SoMYB73，SoMYB74，SoMYB75，SoMYB76這4個蛋白中。

對SoMYBs進行結(jié)構(gòu)分析后發(fā)現(xiàn)其成員的基因結(jié)構(gòu)存在顯著的差異性和多樣性，例如內(nèi)含子外顯子的相對位置和數(shù)量。SoMYB12，SoMYB37，SoMYB45和SoMYB66沒有內(nèi)含子，其余的SoMYBs所含有的內(nèi)含子數(shù)目為1～17個。根據(jù)預測的基因結(jié)構(gòu)來看，大部分的SoMYBs都含有2個或3個外顯子，其中16條含有2個外顯子，有45條含有3個外顯子。為了揭示MYB蛋白的系統(tǒng)發(fā)育關系，用SoMYBs的氨基酸序列進行了多序列比對，并且根據(jù)序列的相似性和系統(tǒng)進化，將SoMYBs分成22個亞組（分別命名為S1～S22），并且每個亞組具有1～7個成員。同一亞組中最高度同源的成員通常共享相同或類似的外顯子/內(nèi)含子模式，顯示出相似的數(shù)量、位置和外顯子長度。例如，S21中的3個SoMYBs（SoMYB8，SoMYB15和SoMYB23）包括3個外顯子和2個內(nèi)含子。在每個亞組的末端節(jié)點中能發(fā)現(xiàn)有高度同源性的一對或多對的SoMYBs，表明這些蛋白具有相似的功能。S10，S11是例外，其中外顯子和內(nèi)含子的位置和長度顯著不同，成員間遺傳相似性低。

2.4 菠菜SoMYBs基因系統(tǒng)發(fā)育分析

在擬南芥中，MYB轉(zhuǎn)錄因子家族被分為27類，且每一類的功能均被注釋[7，34-36]。推測聚集在一起的同源蛋白具有相似的功能，表明同一類中菠菜SoMYBs具有與AtMYBs相似的功能。因此，以擬南芥AtMYBs的功能注釋為參考，經(jīng)比對分析，可以預測菠菜SoMYBs的功能。以76個菠菜SoMYBs，67個甜菜BvMYBs和137個擬南芥AtMYBs氨基酸序列為對象，利用MEGA軟件構(gòu)建了基于NJ法的系統(tǒng)發(fā)生樹（圖3）。結(jié)果表明：這3種植物的MYB成員被聚為35個分支（分別命名為C1～C35）。其中，C1位于獨立的分支，僅包含1個甜菜和12個菠菜MYB，它們可能是莧科植物特有的MYB種類，與擬南芥AtMYB88和AtMYB124所在分支較近;C9是菠菜特有的MYB類型，而C12，C28，C30，C33類中沒有菠菜的SoMYBs。

根據(jù)上述分析，共發(fā)現(xiàn)56個SoMYBs，隸屬于24個函數(shù)注釋類，20個SoMYBs屬于7個函數(shù)未知類。在此基礎上，將56個SoMYBs劃分為4個功能類：I類（C4，C17，C18，C19，C23和C32）通過調(diào)節(jié)木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的生物合成和沉積參與了次生壁的形成[7，34-36];II類（C7，C8，C14，C20，C22，C24和C31）通過調(diào)節(jié)ABA途徑參與了對生物和非生物脅迫的反應[7，34-36];III類（C10，C13，C15，C16，C21，C27，C29，C34和C35）在根系、表皮細胞、花藥、營養(yǎng)細胞和氣孔細胞發(fā)育及胚胎發(fā)生等器官發(fā)生和器官發(fā)生中起重要作用[7，34-36];IV類，包括兩個類群（C6和C29，C25和C27）參與調(diào)節(jié)次生代謝，如花青素和黃酮醇生物合成[7，34-36]。這些結(jié)果表明（表2）：菠菜SoMYBs具有廣泛的功能，可能在菠菜的生長發(fā)育中起著重要的作用。

2.5 菠菜C1，C9 SoMYBs基因響應不同氮素條件的表達模式分析

由菠菜與擬南芥、甜菜的系統(tǒng)進化樹可以看出，C1類型中只包括菠菜及甜菜的基因，C9類型中只包括菠菜的基因。以菠菜SP73為材料，經(jīng)不同濃度硝態(tài)氮處理（無，低氮，中氮，高氮），取營養(yǎng)生長時期葉片樣品，對其中基因（SoMYB39，SoMYB41，SoMYB66，SoMYB67，SoMYB68，SoMYB69和SoMYB70）進行表達量分析（圖4），結(jié)果表明：這7個基因的表達水平均受硝態(tài)氮濃度變化的影響。其中，硝態(tài)氮的施加分別使SoMYB67，SoMYB68，SoMYB69和SoMYB70基因的相對表達量顯著下降，中濃度硝態(tài)氮能夠誘導SoMYB39和SoMYB66基因的表達，而低濃度和高濃度硝態(tài)氮均能誘導SoMYB41基因的高水平表達。

3? 討? 論

MYB轉(zhuǎn)錄因子家族是植物中較豐富的一類，具有高度保守的MYB結(jié)構(gòu)域，可以參與多個調(diào)控過程。隨著越來越多植物基因組和轉(zhuǎn)錄組測序的完成，許多植物的MYB轉(zhuǎn)錄因子家族被相繼鑒定出來。但是對菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子家族的分析及單個基因的功能研究未見報道，因此對菠菜MYB 轉(zhuǎn)錄因子進行研究具有重要的意義。

本研究鑒定到76個具有典型R重復結(jié)構(gòu)的MYB基因家族，與甜菜（67個）相近。菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子蛋白性質(zhì)分析表明：在76個MYB轉(zhuǎn)錄因子蛋白中，大部分成員屬于堿性蛋白，表明其能與酸性的核糖核苷酸相結(jié)合。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預測發(fā)現(xiàn)：菠菜MYB蛋白二級結(jié)構(gòu)均由α-螺旋、β-轉(zhuǎn)角、擴展鏈結(jié)構(gòu)、無規(guī)卷曲這4種結(jié)構(gòu)組成，且α-螺旋和無規(guī)卷曲具有較大的占比，高于β-轉(zhuǎn)角和擴展鏈結(jié)構(gòu)，是MYB轉(zhuǎn)錄因子的主要二級元件。α-螺旋的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，無規(guī)卷曲多位于蛋白表面，易于形成DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域。這種占比與MYB結(jié)構(gòu)域的螺旋-螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋結(jié)構(gòu)相符合，該結(jié)構(gòu)易與DNA的大溝發(fā)生特異性結(jié)合，調(diào)節(jié)DNA轉(zhuǎn)錄，從而對基因表達起增強或抑制作用。

菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子系統(tǒng)進化樹及保守基序分析表明：相同類型的MYB 轉(zhuǎn)錄因子均聚類在一起，分支相近的轉(zhuǎn)錄因子具有相似的結(jié)構(gòu)域及基序。由菠菜具有R結(jié)構(gòu)的MYB 轉(zhuǎn)錄因子與擬南芥和甜菜MYB 轉(zhuǎn)錄因子共同構(gòu)建的進化樹可知：不同物種間MYB轉(zhuǎn)錄因子具有較高的保守性;依據(jù)擬南芥的分類標準，發(fā)現(xiàn)其聚在不同的亞組，與擬南芥MYB轉(zhuǎn)錄因子處于同一亞組的菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子可能具有相似的功能，因此將56個SoMYBs劃分為4個功能類。I類通過調(diào)節(jié)木質(zhì)素、纖維素和半纖維素的生物合成和沉積參與了次生壁的形成。Ⅱ類通過調(diào)節(jié)ABA途徑參與了對生物和非生物脅迫的反應。Ⅲ類在根系、表皮細胞、花藥、營養(yǎng)細胞和氣孔細胞發(fā)育及胚胎發(fā)生等器官發(fā)生和器官發(fā)生中起重要作用。IV類，包括兩個類群參與調(diào)節(jié)次生代謝，如花青素和黃酮醇生物合成。另外的20個SoMYBs功能尚不清晰。在系統(tǒng)發(fā)育樹僅有菠菜和甜菜所處亞組的MYB轉(zhuǎn)錄因子可能具有獨立的功能。

對菠菜7個未預測功能的SoMYBs基因響應不同硝態(tài)氮濃度的表達模式進行分析，結(jié)果表明：SoMYB41基因能夠分別受低濃度和高濃度硝態(tài)氮誘導而高水平表達;SoMYB39和SoMYB66基因的表達受濃度硝態(tài)氮誘導;而SoMYB67，SoMYB68，SoMYB69和SoMYB70基因受硝態(tài)氮抑制表達。擬南芥氮素相關的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡研究表明[37-38]：包括MYB在內(nèi)的20余個轉(zhuǎn)錄因子能夠系統(tǒng)響應根及地上部分的氮素濃度變化，它們通過影響相關酶的協(xié)同轉(zhuǎn)錄調(diào)控氮代謝。菠菜MYB在菠菜氮素利用中可能也起到重要的調(diào)控作用。

4? 結(jié)? 論

通過生物信息學的方法對菠菜MYB轉(zhuǎn)錄因子家族成員、理化性質(zhì)、基因分類染色體定位、結(jié)構(gòu)域序列保守性和系統(tǒng)進化關系進行了分析預測。結(jié)果表明：菠菜MYB家族成員在菠菜的生長發(fā)育過程中起著廣泛且重要的調(diào)節(jié)作用，可能參與纖維素和半纖維素的生物合成和沉積，可能參與對生物和非生物脅迫的反應以及在根系、表皮細胞、花藥及胚胎發(fā)生等器官發(fā)生中起重要作用。其中7個菠菜SoMYBs基因在不同硝態(tài)氮濃度下的表達模式不同，可能參與調(diào)控菠菜氮素利用及生長發(fā)育進程。

參考文獻：

[1] KRANZ H D，DENEKAMP M，GRECO R，et al.Towards functional characterisation of the members of the R2R3-MYB gene family from Arabidopsis thaliana [J].Plant Journal，2010，16（2）：263-276.

[2] 馮盼盼，陳鵬，洪文杰，等.擬南芥MYB轉(zhuǎn)錄因子家族研究進展 [J].生命科學研究，2016，20（6）：555-560.

FENG P P，CHEN P，HONG W J，et al.Research progress of MYB transcription factor family in Arabidopsis thaliana [J].Life Science Research，2010，20（6）：555-560.

[3] LIPSICK J S.One billion years of MYB [J].Oncogene，1996，13（2）：223-235.

[4] RALF S M W，WEISSHAAR B.The R2R3-MYB gene family in Arabidopsis thaliana [J].Current Opinion in Plant Biology，2001，4（5）：447-456.

[5] KRANZ H，KAI S，WEISSHAAR B.C-MYB oncogene-like genes encoding three MYB repeats occur in all major plant lineage [J].The Plant Journal，2010，21（2）：231-235.

[6] JIN H，MARTIN C.Multifunctionality and diversity within the plant MYB-gene family [J].Plant Molecular Biology，1999，41（5）：577-585.

[7] DUBOS C，STRACKE R，GROTEWOLD E，et al.MYB transcription factors in Arabidopsis [J].Trends in Plant Science，2010，15（10）：573-581.

[8] HE Q，JONES D C，LI W，et al.Genome-wide identification of R2R3-MYB genes and expression analyses during abiotic stress in Gossypium raimondii [J].Scientific Reports，2016，6：22980.

[9] DU H，WANG Y B，XIE Y，et al.Genome-wide identification and evolutionary and expression analyses of MYB-related genes in land plants [J].DNA Research，2013，20（5）：437-448.

[10] NIU Y，JIANG X，XU X，et al.Reaserch advances on transcription factor MYB gene family in plant [J].Molecular Plant Breeding，2016，8：129-138.

[11] WILKINS O，NAHAL H，F(xiàn)OONG J，et al.Expansion and diversification of the populus R2R3-MYB family of transcription factors [J].Plant Physiology，2009，149（2）：981-993.

[12] DU H，F(xiàn)ENG B R，YANG S S，et al.The R2R3-MYB transcription factor gene family in maize [J].Plos One，2012，7（6）：e37463.

[13] STRACKE R，HOLTGRWE D，SCHNEIDER J，et al.Genome-wide identification and characterisation of R2R3-MYB genes in sugar beet （Beta vulgaris） [J].BMC Plant Biology，2014，14（1）：249.

[14] SALIH H，GONG W，HE S，et al.Genome-wide characterization and expression analysis of MYB transcription factors in Gossypium hirsutum [J].BMC Genetics，2016，17（1）：129.

[15] YANG K，LI Y，WANG S，et al.Genome-wide identification and expression analysis of the MYB transcription factor in moso bamboo （Phyllostachys edulis） [J].PeerJ，2019，6（9）：e6242.

[16] LIU C，XIE T，CHEN C，et al.Genome-wide organization and expression profiling of the R2R3-MYB transcription factor family in pineapple （Ananas comosus） [J].BMC Genomics，2017，18（1）：503.

[17] WANG X，WEN Q，TENG C，et al.Overexpression of PGA37/MYB118 and MYB115 promotes vegetative-to-embryonic transition in Arabidopsis [J].Cell Research，2009，19（2）：224-235.

[18] THOMAS K，JESSICA A，THOMAS M，et al.Arabidopsis regulator of axillary meristems1 controls a leaf axil stem cell niche and modulates vegetative development [J].Plant Cell，2006，18（3）：598-611.

[19] DRTE M，GREGOR S，KLAUS T.Blind homologous R2R3 Myb genes control the pattern of lateral meristem initiation in Arabidopsis [J].Plant Cell，2006，18（3）：586-597.

[20] BAUMANN K，PEREZRODRIGUEZ M D，VENAIL J，et al.Control of cell and petal morphogenesis by R2R3 MYB transcription factors [J].Development，2007，134（9）：1691-1701.

[21] HUY A P，SYLVANA I，SONG F，et al.The MYB80 transcription factor is required for pollen development and the regulation of tapetal programmed cell death in Arabidopsis thaliana [J].Plant Cell，2011，23（6）：2209-2224.

[22] LYNETTE B，SAID H，MICHAEL B，et al.A plant germline-specific integrator of sperm specification and cell cycle progression [J].Plos Genetics，2009，5（3）：e1000430.

[23] PUNWANI J A，RABIGER D S，ALAN L，et al.The MYB98 subcircuit of the synergid gene regulatory network includes genes directly and indirectly regulated by MYB98 [J].Plant Journal，2010，55（3）：406-414.

[24] 戴毅，高瑩瑩，黃澤峰，等.玉米R2R3型MYB轉(zhuǎn)錄因子家族生物學功能綜述 [J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2013，41（3）：6-8.

DAI Y，GAO Y Y，HUANG Z F，Review on biological functions of R2R3 MYB transcription factor family in maize [J].Jiangsu Agricultural Sciences，2013，41（3）：6-8.

[25] STRACKE R，ISHIHARA H G，BARSCH A，et al.Differential regulation of closely related R2R3-MYB transcription factors controls flavonol accumulation in different parts of the Arabidopsis thaliana seedling [J].Plant Journal，2010，50（4）：660-677.

[26] YANG J H，WANG H Z.Molecular mechanisms for vascular development and secondary cell wall formation [J].Frontiers in Plant Science，2016，7：e1001312.

[27] DING Q，WANG X，HU L，et al.MYB-like transcription factor SiMYB42 from foxtail millet （Setaria italica L.） enhances Arabidopsis tolerance to low-nitrogen stress [J].Hereditas，2018，40（4）：327-338.

[28] SMITH V R.Effect of nutrients on CO2 assimilation by mosses on a sub-antarctic island [J].New Phytologist，2010，123（4）：693-697.

[29] SCHEIBLE W R，GONZALEZ F A，LAUERER M，et al.Nitrate acts as a signal to induce organic acid metabolism and repress starch metabolism in tobacco [J].Plant Cell，1997，9（5）：783-798.

[30] WANG R.Microarray analysis of the nitrate response in Arabidopsis roots and shoots reveals over 1，000 rapidly responding genes and new linkages to glucose，trehalose-6-phosphate，iron，and sulfate metabolism [J].Plant Physiology，2003，132（2）：556-567.

[31] SULISTIAWATI N P A，KARTINI L，YULIARTINI M S.Identification of development phases and changes shoots flowering orange siam plants [J].International Journal of Life Sciences，2017，1（2）：28-38.

[32] KUMAR S，STECHER G，TAMURA K.MEGA7：molecular evolutionary genetics analysis version 7.0 for bigger datasets [J].Molecular Biology and Evolution，2016，33（7）：1870.

[33] GAVIN E C，HON G，CHANDONIA J M，et al.WebLogo：a sequence logo generator [J].Genome Research，2004，14：1188-1190.

[34] ZHONG R，LEE C，YE Z，et al.A battery of transcription factors involved in the regulation of secondary cell wall biosynthesis in Arabidopsis [J].Plant Cell，2008，20（10）：2763-2782.

[35] MCCARTHY R L，RUIQIN Z，ZHENG H Y.MYB83 is a direct target of SND1 and acts redundantly with MYB46 in the regulation of secondary cell wall biosynthesis in Arabidopsis [J].Plant and Cell Physiology，2009，50（11）：1950-1964.

[36] LI X，XUE C，LI J，et al.Genome-wide identification，evolution and functional divergence of MYB transcription factors in Chinese white pear （Pyrus bretschneideri） [J].Plant and Cell Physiology，2016，57（4）：824-847.

[37] KROUK G，MIROWSKI P，LECUN Y，et al.Predictive network modeling of the high-resolution dynamic plant transcriptome in response to nitrate [J].Genome Biology，2010，11（12）：R123.

[38] GAUDINIER A，RODRIGUEZMEDINA J，ZHANG L，et al.Transcriptional regulation of nitrogen-associated metabolism and growth [J].Nature，2018，563（7730）：259-264.

（責任編輯：顧浩然，包震宇）