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为探究甘蓝型油菜（Brassica rapa）对激素和干旱胁迫的响应机制，研究人员开展了对其 Tubby-like 蛋白（TLPs）编码基因的研究。他们鉴定出 14 个 BrTUB 基因，发现其在多种胁迫下表达各异。该研究为后续功能分析奠定基础。
在植物的生长旅程中，干旱等恶劣环境就像一道道难关，严重威胁着农作物的产量和质量。甘蓝型油菜（Brassica rapa）作为重要的蔬菜和油料作物，在全球农业生产中占据着重要地位。然而，随着全球气候变化，干旱等极端天气频繁出现，甘蓝型油菜的种植面临着巨大挑战。Tubby-like 蛋白（TLPs）作为一类在生物体内广泛存在的蛋白家族，在植物应对各种胁迫的过程中扮演着重要角色。此前，虽然在其他物种中对 TLPs 已有一定研究，但在甘蓝型油菜中却鲜见相关报道。为了填补这一空白，深入了解甘蓝型油菜应对干旱和激素胁迫的分子机制，广东省农业科学院蔬菜研究所的研究人员踏上了探索之旅。
他们开展了对甘蓝型油菜中 Tubby-like 蛋白编码基因的研究，通过一系列实验和分析，成功鉴定出 14 个 BrTUB 基因，并对这些基因的结构、功能以及在干旱和激素（脱落酸 ABA 和乙烯）胁迫下的表达模式进行了详细研究。研究结果发表在《BMC Plant Biology》上，为揭示甘蓝型油菜应对胁迫的分子机制提供了重要线索，也为后续通过基因工程手段提高甘蓝型油菜的抗逆性奠定了理论基础。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，利用 BLAST 算法，以拟南芥的 TLP 蛋白序列为参考，在甘蓝型油菜基因组数据库中搜索 BrTUB 基因；接着，借助 CDD 搜索、Pfam 数据库分析等手段确认基因保守结构域；之后，通过 Plant-mPLoc 预测蛋白亚细胞定位；此外，还运用 TBtools、Clustal-Omega、IQ-TREE 等工具进行基因定位、序列比对和系统发育分析；同时，利用 STRING 数据库构建蛋白互作网络，通过 qRT-PCR 技术检测基因表达水平。
基因组范围内 BrTUB 基因的特征分析
研究人员通过序列比对搜索，在甘蓝型油菜基因组中鉴定出 14 个 BrTUB 基因，并根据其染色体位置重新命名为 BrTUB1 - BrTUB14。这些基因在染色体上的分布并不均匀，其中 A07 和 A08 染色体上的 BrTUB 基因数量最多。
BrTUB 蛋白的系统发育关系
通过构建系统发育树，研究人员发现 TLP 蛋白可分为六个不同类别。不同的 BrTUB 蛋白分别聚类在不同类别中，且所有 BrTUB 蛋白都含有一个主要的 TUB 结构域，这为研究 BrTUB 蛋白的进化关系提供了重要依据。
BrTUB 基因的共线性分析
对甘蓝型油菜和其他物种（如甘蓝、番茄）基因组的共线性分析表明，BrTUB 基因在进化过程中存在广泛的共线性关系，这暗示着它们在功能上可能具有一定的保守性。
BrTUB 蛋白的保守基序分析
研究人员鉴定出 BrTUB 蛋白序列中的 10 个保守基序，几乎所有 BrTUB 蛋白都含有 8 - 9 个基序，其中基序 7、3 和 1 在所有蛋白中都存在，这进一步证明了 BrTUB 蛋白家族的保守性。
BrTUB 基因启动子中的顺式调控元件
BrTUB 基因启动子区域存在多种顺式调控元件（CRE），包括与光响应、组织特异性表达、逆境胁迫、植物激素响应等相关的元件，这表明 BrTUB 基因的表达可能受到多种因素的调控。
BrTUB 基因的基因本体分析
基因本体（GO）分析显示，BrTUB 基因在甘蓝型油菜的发育和胁迫响应中发挥着独特作用，主要参与叶片生长、植物器官发育、花粉发育、ABA 信号转导途径等生物学过程。
BrTUB 蛋白的互作分析
通过 STRING 数据库分析发现，BrTUB 蛋白与多种其他蛋白存在相互作用，例如 BrTUB1 与 PER6、PROT3 和 TET13 相互作用，这为深入了解 BrTUB 蛋白的功能提供了新的视角。
ABA 处理下 BrTUB 基因的表达
ABA 处理后，BrTUB1、BrTUB3、BrTUB12 和 BrTUB14 等基因的表达显著上调，而 BrTUB6 和 BrTUB9 的表达则出现变化，这表明 BrTUB 基因对 ABA 处理具有不同的响应模式。
乙烯处理下 BrTUB 基因的表达
乙烯处理后，BrTUB1、BrTUB9、BrTUB12 和 BrTUB14 的表达下降，而 BrTUB3 和 BrTUB6 的表达上调，这显示出乙烯对 BrTUB 基因表达的调控作用与 ABA 有所不同。
干旱胁迫下 BrTUB 基因的表达
干旱胁迫下，BrTUB1、BrTUB6、BrTUB9 的表达增加，而 BrTUB12 和 BrTUB14 的表达受到抑制，这表明不同 BrTUB 基因在甘蓝型油菜应对干旱胁迫过程中发挥着不同的作用。
在讨论部分，研究人员指出，转录因子在调节甘蓝型油菜对干旱胁迫的响应中起着关键作用。BrTUB 蛋白家族可分为六类，除 BrTUB3 外，其他蛋白都含有 F - Box 和 Tubby 两个特征结构域，BrTUB3 在 TLP 基因的进化过程中可能具有特殊意义。此外，研究还发现 BrTUB1 与 PER6 相互作用，且二者启动子区域都含有 ABRE 顺式元件，这表明 ABA 可能通过激活 PER6 和 BrTUB1 的表达来提高甘蓝型油菜对干旱胁迫的耐受性。同时，乙烯在调节干旱胁迫信号转导中也起着重要作用，ABA 和乙烯之间存在复杂的相互作用，共同影响着甘蓝型油菜对干旱胁迫的响应。
综上所述，该研究首次全面鉴定了甘蓝型油菜中的 BrTUB 基因家族，深入分析了其结构、进化关系以及在激素和干旱胁迫下的表达模式。研究结果为进一步探究 BrTUB 基因在甘蓝型油菜应对胁迫过程中的功能提供了重要基础，也为通过基因工程手段提高甘蓝型油菜的抗逆性提供了理论依据和潜在的基因靶点，对推动甘蓝型油菜的遗传改良和农业生产具有重要意义。
