摘要：TALE轉錄因子廣泛存在于植物中，對植物的生長發(fā)育和對外界環(huán)境的響應發(fā)揮著重要作用。本研究在千穗谷（Amaranthus hypochondriacus）基因組中共鑒定出11個TALE基因。系統(tǒng)發(fā)育分析將千穗谷TALE家族蛋白分為BELL和KNOX兩個亞家族，同一亞家族中的AhTALEs基因具有相似的基因結構，編碼蛋白也具有類似的結構域。蛋白二級結構和三級結構分析都表明AhTALEs蛋白由螺旋-角-螺旋的結構構成。此外，對千穗谷與其他物種的TALE基因共線性關系、組織表達特性和AhTALEs基因啟動子區(qū)的順式作用元件分析發(fā)現(xiàn)，不同AhTALEs亞家族在各組織中的表達模式不同，并且發(fā)現(xiàn)啟動子區(qū)包含大量非生物脅迫和激素響應元件，這為AhTALE家族的進化分析提供了依據(jù)。qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)AhTALEs基因在低溫和干旱脅迫下的表達水平有不同程度的變化，表明AhTALEs基因能夠響應低溫和干旱脅迫應答。本研究為開展千穗谷中TALE轉錄因子在非生物脅迫中的生物學功能研究提供了重要參考。

關鍵詞：千穗谷；TALE；基因家族；低溫；干旱

中圖分類號：S344.13文獻標識碼：A文章編號：1007-0435（2023）03-0676-12

Bioinformatics Analysis of the TALE Transcription Factor

Family in Amaranthus hypochondriacus

ZHOU Min1，2， ZHOU Tao1，2， XU Qian1，2， LU Rui1，2，

LIU Ming-xi1，2*， HU Long-xing1，2*

（1. Department of Pratacultural Science， College of Agronomy， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan

Province 410128， China; 2. Hunan Grassland Research Center， Changsha， Hunan Province 410128， China）

Abstract：TALE transcription factors widely present in plants and play an important role in plant growth and organ development and response to the environment. In this study，11 TALE genes were identified in the genome of Amaranthus hypochondriacus. By the phylogenetic analysis，the AhTALEs family was divided into BELL and KNOX subfamilies. The AhTALEs genes have a similar genetic structure in the same subfamily，and the encoding protein also has similar domains. The secondary structure and tertiary structure analysis of the AhTALEs family protein showed that it was composed of helical-angular-helical structure. In addition，the syntenic relations of the four species were analyzed，which provided the basis for the evolution of the AhTALE family. Analysis of tissue expression characteristics showed that the expression patterns of different AhTALE subfamilies were different in different tissues. Analysis of cis-acting elements in the promoter region of AhTALEs gene revealed a large number of elements in response to abiotic stresses and hormones existed. Subsequently，the qRT-PCR analysis showed that the expression level of AhTALEs gene changed in different degrees under low temperature and drought stress，indicating that AhTALEs gene could take a response to low temperature and drought stress. This study provided an important reference for the biological function of TALE transcription factor in A. hypochondriacus in response to abiotic stresses.

Key words：Amaranthus hypochondriacus;TALE;Gene family;Low temperature;Drought

三胺酸環(huán)延伸（Three-amino acid loop extension，TALE）轉錄因子廣泛存在于植物中，在植物生長發(fā)育、生理生化反應的信號傳導以及對外界環(huán)境的響應中均發(fā)揮著重要作用。TALE轉錄因子是一類特殊的同源異型盒基因（Homeobox gene），最早于果蠅的基因組中被發(fā)現(xiàn)［1］，后來陸續(xù)在多種生物體內發(fā)現(xiàn)其同源基因［2-4］。目前TALE轉錄因子已在多種植物中被鑒定，小麥（Triticum aestivum）中有70個［5］，大豆（Glycine max）中有68個［6］，番茄（Solanum lycopersicum）中有24個［7］，楊樹（Populus simonii）中有35個［8］，蘿卜（Raphanus sativus）中有33個［9］。典型的同源異型盒保守結構域由60個氨基酸組成并形成3個螺旋區(qū)域，第一和第二螺旋形成環(huán)狀結構，第二和第三螺旋形成螺旋-角-螺旋的結構［10］。TALE轉錄因子編碼1個由63個氨基酸組成的非典型同源結構域，額外的3個氨基酸（P、Y、P）殘基存在于第一螺旋區(qū)域和第二螺旋區(qū)域之間［11-13］。

TALE轉錄因子可分為兩類：BELL亞家族和KNOX亞家族。BELL亞家族成員包含POX和Homeodomain兩個保守結構域，其主要功能是調控分生組織和花的發(fā)育［14］。在擬南芥（Arabidopsis thaliana）中，AtBEL1可以調控胚囊中心皮組織和胚珠之間的轉換［15］，AtBEL1基因功能的缺失則會阻礙珠被的發(fā)育［16］。在玉米（Zea mays）中，ZmBLH12與ZmBLH14能夠同時與ZmKN1互作，blh12/14的雙突變體不能維持腋生分生組織表型，且blh12/14雙突變體還表現(xiàn)出雄穗分枝異常以及過早的節(jié)間分化，導致植株矮化，葉脈減少［17］。BELL家族成員還能促進次生細胞壁形成和果實成熟。比如，番茄中的SlBL4參與了果實成熟過程中的細胞壁代謝和類胡蘿卜素的積累［18］。水稻（Oryza sativa）中的OsBLH6參與了次生細胞壁的形成［19］。

KNOX亞家族成員主要包括KNOX1，KONX2、ELK以及Homeodomain四個保守結構域。KNOX類基因在被子植物的根、莖、葉和花中均有表達，主要參與調節(jié)植物器官的分化［20-22］。擬南芥中KNAT1和STM基因的表達產生amp1突變體的表型，表現(xiàn)為葉片裂生頻率更高、分枝增加和開花時間提前等［23-25］。在番茄中，TKN2和TKN4在果實中表達并調控果實中葉綠素的合成及分布［26］。蒺藜苜蓿MtKNAT3/4/5-like可以激活MtEFD/MtRR4的表達，限制細胞分裂素的信號轉導，阻止根瘤菌進一步侵染，從而控制根瘤的邊界和形狀［27］。棉花GhKNAT7可以與一些GhBEL1成員相互作用形成異二聚體，影響棉花中纖維SCW的生物合成網(wǎng)絡［28］。目前，關于TALE基因在植物功能上的研究大多集中于植物生長和發(fā)育上，但是TALE基因在植物對非生物脅迫的響應中也發(fā)揮著重要作用。例如，大豆GmBHL4蛋白與GmSBH1蛋白可以形成異二聚體，進而調節(jié)大豆對干旱、高溫和濕度脅迫的響應［29］。小麥中TaKNOX11-A基因在擬南芥中過表達，可以提高在干旱和鹽脅迫下擬南芥的萌發(fā)率和存活率［5］。

千穗谷（Amaranthus hypochondriacus）是莧科莧屬一年生，糧、飼、觀賞、生態(tài)修復兼用型草本植物，具有適口性好、營養(yǎng)價值高、抗旱能力強等特點［30-32］。千穗谷最適生長溫度為21℃～29℃，當溫度低于10℃就會停止生長，低于0℃會發(fā)生凍害死亡［33-34］。千穗谷最新基因組于2017年發(fā)布［35］，但關于千穗谷TALE轉錄因子的鑒定暫未報道。本研究以千穗谷為實驗材料，在全基因組范圍內鑒定TALE基因家族成員，并對其基因結構、系統(tǒng)發(fā)育、染色體定位、啟動子區(qū)順式作用元件、組織表達特征以及對干旱和低溫的響應等方面進行分析，為千穗谷TALE轉錄因子的功能和調控機制研究提供理論基礎。

1材料與方法

1.1千穗谷TALE轉錄因子的鑒定

擬南芥和水稻的TALE轉錄因子分別來自于Tair數(shù)據(jù)庫（https：//www.arabidopsis.org/）和植物因子轉錄數(shù)據(jù)庫（PlantTFDB，http：//planttfdb.cbi.pku.edu.cn/），千穗谷的全基因組序列從Phytozome V13（https：//phytozome-next.jgi.doe.gov/）下載獲得。利用TBtools軟件提取千穗谷全基因組的CDS序列并轉換為氨基酸序列，使用TBtools軟件的Blast Several Sequences to Big Database功能將擬南芥的TALE氨基酸序列在千穗谷的所有蛋白序列中進行blast，將得到E值小于1E-5的蛋白序列。利用NCBI網(wǎng)站（https：//www.ncbi. nlm.nih.gov/）的Batch-CD-search工具復篩含有完整BELL、KNOX結構域的千穗谷TALE家族蛋白序列。

1.2TALE轉錄因子的染色體定位和蛋白的理化性質預測

根據(jù)鑒定出的千穗谷TALE轉錄因子家族成員信息和千穗谷基因組注釋文件，利用TBtools的gene location visualize from GTF/GFF功能進行TALE基因家族的染色體定位。千穗谷TALE轉錄因子的蛋白長度、分子質量、等電點等理化性質由ExPASy網(wǎng)站（https：//web.expasy.org/compute_pi/）預測；親水性由在線工具Protein GRAVY（http：//www.detaibio.com/sms2/protein_gravy.html）進行預測；亞細胞定位由在線工具wolf psort（https：//wolfpsort.hgc.jp/）完成。

1.3千穗谷TALE轉錄因子家族的進化分析

將千穗谷的TALE氨基酸序列和擬南芥、水稻的TALE氨基酸序列在MATTF網(wǎng)站（https：//mafft.cbrc.jp/alignment/server/）進行多序列比對，獲得aln格式的比對結果。將比對結果以MAGE7構建千穗谷、擬南芥和水稻的系統(tǒng)進化樹，使用在線工具Evolview（http：//www.evolgenius.info/evolview/#/login）美化進化樹。

1.4千穗谷TALE轉錄因子家族序列結構分析

使用TBtools軟件的Gene Structure View （advanced）功能對鑒定得到的TALE基因內含子-外顯子結構和氨基酸序列進行可視化。

1.5千穗谷TALE轉錄因子家族蛋白的二級結構和三級結構預測

利用網(wǎng)站SWISS-MODEL（https：//swissmodel.expasy.org/）、SOMPA（https：//npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl？page=npsa_sopma.html）對千穗谷11條TALE轉錄因子的蛋白序列分別進行二級結構、三級結構預測和分析。

1.6千穗谷TALE基因家族同源性分析

結合千穗谷、擬南芥、水稻、藜麥（Chenopodium quinoa）和番茄的基因結構注釋信息文件及基因組文件，使用TBtools中One step MCScanX功能得到千穗谷與4種植物的直系同源基因信息，分別以“At-N”、“Os-N”、“Sl-N”、“Cq-N”表示擬南芥、水稻、番茄和藜麥的染色體號，N為染色體編號，以RN表示千穗谷染色體號，N為染色體編號（去掉了不含TALE同源關系基因的染色體）。使用TBtool軟件的dual systeny plot功能繪制千穗谷與4種植物的直系同源基因圖。

1.7千穗谷TALE轉錄因子家族啟動子順式作用元件預測

通過Plant CARE網(wǎng)站（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）的search for care工具對千穗谷TALE轉錄因子上游2 000 bp的基因序列進行啟動子順式作用元件預測，最后利用TBtools軟件的Simple BioSequence Viewer功能進行可視化分析。

1.8千穗谷不同組織及在低溫、干旱脅迫條件下TALE基因表達量分析

從Phytozome V13數(shù)據(jù)庫獲取千穗谷TALE基因在不同發(fā)育時期不同組織器官的表達情況，表達量經過log2（RPKM） 標準化處理，通過TBtools的HeatMap功能繪制熱圖。

以千穗谷品種‘Plainsman’為材料，將種子播種在沙土和草炭土1∶1混合均勻的育苗盆中，在26℃、光照14 h的培養(yǎng)室中培養(yǎng)。選取30 d苗齡的植株進行脅迫處理，干旱脅迫處理組用20%的PEG-6000 澆濕土壤進行模擬干旱脅迫［36］，低溫脅迫處理組于4℃培養(yǎng)箱中進行，以正常生長條件下的為對照，處理設三次生物學重復，在處理1，3，8和24 h時分別取樣用于表達分析。使用試劑盒提取RNA并反轉錄為cDNA，利用NCBI數(shù)據(jù)庫primer-blast工具設計目的基因和內參基因的實時熒光定量PCR（qPCR）引物（引物序列見附表），熒光定量PCR使用諾唯贊的ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix試劑盒，通過ABI（Applied Biosystems）公司的ABI7500 PCR系統(tǒng)進行熒光定量反應。熒光定量結果采用公式：Y=10ΔCt/3×100%（ΔCt=CtAtACP- CtAtTALE）［37］，相對表達量為YAtTALE/YCK，用Origin 2021作圖。

2結果與分析

2.1千穗谷TALE轉錄因子的鑒定和理化性質分析

通過同源序列比對和蛋白結構域分析最終在千穗谷中鑒定得到11個TALE基因，其中5個為KNOX亞族，6個為BELL亞族。為方便后續(xù)研究，將11個TALE基因重命名為AhTALE1-AhTALE11，AhTALEs基因，編碼蛋白質理化性質詳見表1。AhTALE2編碼蛋白最長，為658個氨基酸，分子量可達72 951.25Da，AhTALE3編碼的蛋白最短，為269個氨基酸，分子量最小為31 066.85 Da；除了AhTALE10蛋白等電點大于7屬于堿性蛋白質外，其他的10個AhTALEs蛋白等電點均小于7，屬于酸性蛋白質；所有蛋白的平均親水性均小于0，說明都是親水性蛋白；蛋白亞細胞地位預測分析表明AhTALEs蛋白均定位于細胞核。

2.2千穗谷TALE轉錄因子系統(tǒng)進化分析

本研究將千穗谷、擬南芥和水稻的TALE轉錄因子進行系統(tǒng)進化分析，并按照擬南芥TALE轉錄因子的分類方式進行分類［38］，3個物種的TALE基因被分為KNOX亞家族和BELL亞家族（圖1）。KNOX亞家族成員可進一步分為3類：KNOX CLASSⅠ、KNOX CLASSⅡ和KNOX CLASSⅢ。其中KNOX CLASSⅠ有2個AhTALEs成員，KNOX CLASSⅡ有3個AhTALEs成員，而KNOX CLASSⅢ僅包含1個AtKNATM基因。

2.3千穗谷TALE基因染色體定位及物種間共線性分析

千穗谷共16對染色體，TALE家族成員不均勻的分布在其中的9條染色體（圖2）。其中，1號、2號、7號、9號、10號、11號和12號染色體上各有1個AhTALE基因，在5號染色體和16號染色體上均有2個AhTALEs基因。AhTALE2和AhTALE5兩個基因位于Chr5的端粒區(qū)，二者距離僅約9 kb。

為進一步研究千穗谷TALE基因與其他物種同源基因的進化關系，試驗采用3種雙子葉植物（擬南芥、番茄和藜麥）和1種單子葉植物（水稻）進行了基因家族共線性分析，分別鑒定出3個（水稻）、12個（擬南芥）、8個（番茄）、18個（藜麥）AhTALEs同源基因，其中有兩個AhTALEs基因（AhTALE10和AhTALE11）在4個物種中都存在同源基因對（圖3）。

2.4千穗谷TALE基因結構和保守基序分析

TALE家族的基因序列長度和外顯子分布差異很大（圖4）。其中，AhTALE3序列最長，長度為20 139 bp；AhTALE5序列最短，長度為2 145 bp。結合系統(tǒng)進化樹的結果可以看出（圖4A、4B），不同亞家族的外顯子個數(shù)也存在很大的差異：BELL亞家族均有4個外顯子，而KNOX亞家族含有的外顯子數(shù)量在4～8個不等。

根據(jù)千穗谷TALE家族成員的蛋白質結構域分析發(fā)現(xiàn)（圖4C），11條TALE轉錄因子都包含一個典型的Homeobox-KN結構域。其中，6個屬于BELL亞家族的TALE轉錄因子含有POX結構域，5個屬于KNOX亞家族的TALE轉錄因子含有KNOX1結構域（圖4D）；AhTALE3和AhTALE6含有ELK結構域，AhTALE6/7/11含有KNOX2結構域，AhTALE9含有KNOX2 superfamily結構域。

對千穗谷TALE部分蛋白序列進行多重序列比對（圖4），發(fā)現(xiàn)BELL亞家族中的Homeobox結構域保守性比KNOX亞家族更強，BELL亞家族中POX結構域的氨基酸序列差異較大，KNOX1結構域的保守性比KNOX2結構域的保守性更好。與水稻KNOX亞家族類似，千穗谷KNOX亞家族的Homeobox結構域也含有保守氨基酸序列WW，PYP，WF，這些氨基酸可以與目標DNA相互作用。

2.5千穗谷TALE家族蛋白二級結構和三級結構預測分析

利用SOPMA在線網(wǎng)站對千穗谷TALE家族蛋白二級結構進行了預測，發(fā)現(xiàn)千穗谷TALE蛋白序列的二級結構中存在α-螺旋和無規(guī)則卷曲，并且都含有多個β-折疊。每個TALE蛋白的二級結構中，α-螺旋和β-折疊都是交互排列形成螺旋-轉角-螺旋結構（圖5）。利用SWISS-MODEL對千穗谷TALE家族蛋白進行三級結構預測，11個千穗谷TALE家族成員均匹配到匹配度高于30%的蛋白模型。通過構建的模型可以觀察到，不同的千穗谷TALE家族蛋白結構存在差異，但是都具有α-螺旋、無規(guī)則卷曲和β-折疊等空間結構，且均存在3個左右的螺旋-轉角-螺旋結構（圖6）。

2.6千穗谷TALE家族成員啟動子區(qū)順式作用元件預測

利用PlantCARE在線分析軟件對千穗谷TALE基因上游2000 bp的啟動子區(qū)域序列的順式作用元件進行預測，AhTALEs基因啟動子區(qū)域含有多個逆境響應和激素響應相關元件，如光反應元件、厭氧反應元件、防御和應激反應元件、低溫反應元件、以及茉莉酸甲酯響應元件、赤霉素響應元件、脫落酸響應元件、生長素響應元件等（圖7）。AhTALE4/7/11基因啟動子區(qū)含有低溫響應元件，AhTALE1、AhTALE5、AhTALE7等含有響應防御與應激反應元件。在激素響應方面，有7個AhTALE家族成員（AhTALE2、AhTALE4等）存在赤霉素響應元件，8個成員（AhTALE1、AhTALE2等）存在脫落酸響應元件，9個成員（AhTALE3、AhTALE6等）含有水楊酸響應元件，AhTALE2/4/11包含生長素響應元件，AhTALE1/4/6包含茉莉酸甲酯響應元件。除此之外，AhTALE基因啟動子上還存在著少量與生長發(fā)育有關的元件，比如AhTALE2基因啟動子區(qū)包含與分生組織有關的元件，AhTALE1基因啟動子區(qū)包含與葉肉柵欄組織的分化有關的元件，AhTALE1/5/9啟動子區(qū)包含與胚乳表達有關的響應元件。

基于公共轉錄組數(shù)據(jù)庫對千穗谷TALE基因家族成員在不同組織中的表達情況進行分析，不同AhTALEs基因在千穗谷不同組織（根、莖、葉、花、未成熟的種子、干燥的混合組織）中表達模式存在較大差異（圖8），其中，AhTALE2/6/9在各組織中均高表達，AhTALE1/3/8在各組織中的表達量較低；AhTALE6在莖中優(yōu)勢表達，AhTALE10在花中優(yōu)勢表達，AhTALE4在根、莖以及花中表達均較高，這些結果表明千穗谷TALE基因家族在不同的組織部位發(fā)揮不同的調控功能。此外，屬于BELL亞族的AhTALE2/8/5/4/10/1聚為一類，屬于KNOX亞族的AhTALE3/6/9/7/11聚為另一類。

2.8千穗谷TALE家族成員在低溫和干旱處理下的表達模式分析

為了進一步研究千穗谷TALE家族成員對逆境的響應情況，對在千穗谷葉中表達量相對較高的7個AhTALEs基因（AhTALE1，AhTALE2，AhTALE5，AhTALE7，AhTALE8，AhTALE9，AhTALE11）在低溫和干旱處理下的表達模式進行了分析，AhTALE基因均能響應低溫和干旱脅迫，但不同的基因響應程度不同（圖9）。在各個不同時間段的低溫脅迫下，AhTALE2的表達量均受到了誘導；而AhTALE1/7/8/11在低溫脅迫1，3和24 h時上調表達，8 h時表達被抑制；AhTALE9和AhTALE5的表達量先受到低溫處理的抑制，而在低溫處理24 h時其表達量受到了誘導（圖9A）。在干旱脅迫下，AhTALE1表達量在干旱1 h時受到誘導程度最顯著，而在后續(xù)干旱處理下其表達水平無明顯變化；AhTALE2和AhTALE5表達量都是在干旱處理1 h時受到了抑制，在干旱處理3 h時受到了誘導，AhTALE 7/8/9表達量在干旱脅迫1，3和24 h的均受到了誘導，AhTALE11表達量僅在干旱處理3 h時受到誘導，其他時間的干旱處理下其表達水平未發(fā)生明顯變化（圖9B）。

3討論

本研究在千穗谷中共鑒定到了11個TALE基因家族成員。從理化性質來看，11個千穗谷TALE基因家族成員的基因長度、氨基酸大小、分子量差異較大。BELL亞家族成員的氨基酸長度和分子量均高于KNOX亞家族，這與大豆［6］、楊樹［8］、棉花［28］的結論一致；但其等電點、蛋白親水性和亞細胞定位在不同的成員之間較為保守，所有蛋白均為親水性蛋白且均定位于細胞核，除了AhTALE10屬于堿性氨基酸外，其余均為酸性氨基酸。系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，千穗谷TALE家族成員可分為3類（BELL Family、KNOX CLASSⅠ和KNOX CLASSⅡ），BELL Family包含6個TALE成員，KNOX CLASSⅠ和KNOX CLASSⅡ屬于KNOX亞家族，共5個成員。在番茄中，BELL和KNOX亞家族分別有14個和10個TALE成員［7］，在辣椒中BELL和KNOX亞家族分別有13個和7個TALE成員［39］，與本研究的千穗谷相似，BELL亞族的成員數(shù)量多于KNOX亞族。基因結構分析表明，同一分支的千穗谷TALE成員具有相似的內含子和外顯子結構。前人研究表明，內含子的存在對于基因家族的進化至關重要［40］。AhTALEs基因均包含內含子，數(shù)量在4～7個不等。BELL亞家族含有3～4個內含子，KNOX亞家族含有3～7個內含子，KNOX亞家族內含子的數(shù)量略多于BELL亞家族。

對千穗谷與雙子葉植物（擬南芥、番茄和藜麥）和單子葉植物（水稻）的TALE基因進行同源性分析發(fā)現(xiàn)，雙子葉植物中AhTALEs同源基因對遠高于單子葉植物，雙子葉與雙子葉植物間的協(xié)同性更高；且與藜麥的TALE同源基因對最多，說明千穗谷與藜麥協(xié)同性最好。AhTALE10和AhTALE11在雙子葉和單子葉植物中都存在共線基因對，表明這些同源對是保守的，可能在祖先分化之前就存在了［6，41］。尋求千穗谷與不同物種間的共線基因有助于研究AhTALE家族的進化。蛋白結構預測結果表明，AhTALEs蛋白的二級結構主要有α-螺旋和無規(guī)則卷曲，除此之外還有少量的β-折疊和延伸鏈；三級結構中都含有螺旋-轉角-螺旋結構，剛好對應了同源異型盒基因的螺旋-角-螺旋結構；兩者共同構成了千穗谷TALE家族功能的多樣性。

順式元件存在于基因啟動子區(qū)，與轉錄因子特異性結合調節(jié)基因轉錄，直接在植物基因表達調控中起作用。順式作用元件分析結果表明，TALE基因啟動子序列包含多個與激素反應和非生物脅迫相關的順式元件，如脫落酸、水楊酸、茉莉酸甲酯、赤霉素、生長素、光、低溫誘導等響應元件，表明千穗谷TALE基因與激素響應和逆境脅迫調控有關。這些結果與棉花［28］、石榴［42］等研究結果類似，表明TALE基因啟動子上的結合元件具有一定的保守性。

非生物脅迫，如鹽堿、干旱、低溫，會降低生產力，對作物產量造成巨大的損失甚至死亡［43-44］。在楊樹和菠蘿中，相關的TALE基因曾被報道與不同的非生物脅迫的響應相關［45-46］。由于AhTALEs基因在各組織中的表達量在不同的基因間存在較大的差異，研究了7個在葉中表達量較高的AhTALEs基因對干旱和低溫脅迫的響應，在不同脅迫處理下，這7個基因對干旱和低溫脅迫響應模式不同。有的基因對非生物脅迫響應非常顯著，而有的基因響應相對較弱。AhTALE1在干旱處理1 h時其表達量就升高到CK的3.5倍，而其他幾個AhTALEs基因表達量最高僅為CK的1.6倍。值得注意的是，除了AhTALE2，在干旱和低溫脅迫下其他6個基因表達量在3～8 h之間均呈下調趨勢，原因可能是AhTALEs基因啟動子上存在大量光響應元件。

4結論

本研究共鑒定出11個千穗谷TALE轉錄因子，其可分為BELL和KNOX兩個亞家族，它們分別分布在9條染色體上。對千穗谷和其他幾個物種間的TALE蛋白的共線性分析為AhTALEs基因的進化提供了證據(jù)。同一亞族的AhTALEs成員的基因結構、保守基序和結構域表現(xiàn)出一定的相似性。順式作用元件預測、組織特異性表達和非生物脅迫下的表達模式顯示AhTALEs成員在千穗谷生長發(fā)育和非生物脅迫過程中起著重要作用。

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（責任編輯彭露茜）