甘蓝型油菜BGLU基因家族鉴定及TGG参与硫代葡萄糖苷分解代谢的机制研究OA

本研究利用HMMER 3.0软件在甘蓝型油菜X5A全基因组中筛选鉴定BGLU基因家族成员,并通过NCBI CDD和SMART得到验证;利用ExPASy、TBtools等工具分析BnaBGLU的理化性质;利用MEGA、TBtools、MEME、PlantCARE等对BnaBGLU进行系统进化树构建、基因染色体定位、基因结构分析、蛋白保守基序分析及其启动子顺式作用元件预测;利用转录组数据分析BnaBGLU在镉胁迫、盐胁迫及渍害处理下的表达特征;采用SWISS-MODEL和NetSurfP-3.0进行蛋白质结构预测。本研究在甘蓝型油菜基因组中鉴定到198个β-葡萄糖苷酶基因家族成员,不均匀分布于19条染色体上。系统发育分析将其划分为8个独立亚家族(Clade 1~8),其中负责硫代葡萄糖苷水解的典型黑芥子酶(TGG)特异性地聚集在Clade 6。基因结构分析显示家族成员外显子数量差异显著(1~10个),TGG亚家族成员普遍具有保守的基因结构和基序组成(Motif 1~5),TGG核心序列在多倍体化过程中高度保守。串联重复和片段重复共同促进了BGLU家族在油菜中的扩张。Ka/Ks分析揭示纯化选择主导家族进化,共线性分析证实了油菜与拟南芥、白菜及甘蓝间TGG基因的保守进化关系。表达谱与启动子分析表明,TGG同源基因富含茉莉酸和防御响应元件。综上,本研究揭示了TGG基因在异源多倍体背景下的扩张与功能特化模式,为深入理解甘蓝型油菜硫代葡萄糖苷代谢调控及抗逆分子育种奠定了基础。