芸薹属AC基因组中通用胁迫蛋白(USP)基因家族的全基因组鉴定与功能解析

为应对日益严峻的环境胁迫，来自国内的研究人员对芸薹属作物中的通用胁迫蛋白(USP)基因家族展开系统研究。通过生物信息学方法在甘蓝型油菜(B. napus)、白菜(B. rapa)和花椰菜(B. oleracea)中鉴定出231个USP基因，发现其通过节段/全基因组复制(WGD)扩张并受纯化选择。研究揭示了USP基因在启动子区含有MYB、MYC等胁迫响应元件，通过RNA-seq和qRT-PCR验证了BnUSP60和BnUSP2在盐胁迫中的关键作用，为作物抗逆育种提供了重要靶标。

　　

在生命演化的漫长历程中，通用胁迫蛋白(Universal Stress Proteins, USPs)犹如生物界的"应急工具箱"，广泛分布于各类生物体中。这项研究将目光聚焦于芸薹属作物的AC基因组，通过先进的生物信息学手段，在甘蓝型油菜(Brassica napus)、白菜(B. rapa)和花椰菜(B. oleracea)中成功捕获了231个USP基因，分别命名为BnUSP1-BnUSP115、BrUSP1-BrUSP54和BoUSP1-BoUSP62。

系统进化树分析将这些基因划分为六个显著分支，展现出清晰的演化脉络。有趣的是，这些USP基因在结构上呈现出丰富的多样性，内含子数量变化多端，其中phase 0型内含子占据主导地位。基因家族扩张的"幕后推手"被锁定为节段性复制和全基因组复制(WGD)事件，而纯化选择的作用则保证了这些复制基因的功能稳定性。

深入研究启动子区域时，科研人员发现了令人振奋的线索——MYB、MYC、ARE等应激响应元件如同"分子开关"般密集分布，暗示这些USP基因可能通过复杂的调控网络参与植物抗逆过程。RNA-seq数据绘制出的表达图谱生动展现了BnUSP基因在根、茎、叶等不同组织中的"工作状态"，以及在寒冷、盐碱、干旱等胁迫条件下的"应急反应"。qRT-PCR实验更是为盐胁迫响应机制提供了确凿证据。

最终，BnUSP60和BnUSP2脱颖而出，被鉴定为提升甘蓝型油菜抗逆性的关键候选基因。这项研究不仅为理解植物胁迫应答机制提供了新视角，更为分子设计育种提供了宝贵的基因资源。