李曉翠，康凱程，黃先忠，范永斌，宋苗苗，黃韻杰，丁佳佳

研究報(bào)告

小擬南芥MKK基因家族全基因組鑒定及進(jìn)化和表達(dá)分析

李曉翠1，康凱程1，黃先忠2,3，范永斌1，宋苗苗1，黃韻杰1，丁佳佳1

1. 石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，植物基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室，石河子 832003 2. 安徽科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院，鳳陽 233100 3. 石河子大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，石河子 832003

絲裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase, MAPKK或MKK)是絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)級聯(lián)的重要組成部分，在植物的生長發(fā)育和脅迫應(yīng)答過程中發(fā)揮重要作用。目前，已在多種植物中鑒定了MKK基因家族，但在十字花科植物小擬南芥()中MKK基因家族的系統(tǒng)鑒定與分析尚未見報(bào)道。為了探索小擬南芥MKK基因家族的進(jìn)化和功能，本研究通過全基因組分析鑒定了小擬南芥中16個(gè)基因，散布于小擬南芥的10條染色體上?；谙到y(tǒng)發(fā)育分析和多重序列比對，將這些基因分為5個(gè)亞族：A亞族(5個(gè))、B亞族(2個(gè))、C亞族(4個(gè))、D亞族(3個(gè))和E亞族(2個(gè))。分子進(jìn)化和共線性分析表明小擬南芥中存在7對復(fù)制基因，分別是/、/、/、/、/、/和/，其中/在復(fù)制事件之后發(fā)生了加速進(jìn)化。結(jié)合啟動(dòng)子區(qū)的順式元件分布和在成熟葉片、莖、花和果實(shí)以及鹽脅迫下的表達(dá)模式，結(jié)果發(fā)現(xiàn)復(fù)制基因的表達(dá)具有組織特異性和功能多樣性。部分復(fù)制基因在組織中的表達(dá)模式存在差異，但在鹽脅迫下的表達(dá)模式卻基本相同。本研究結(jié)果為解析MKK介導(dǎo)的小擬南芥發(fā)育過程和非生物脅迫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的復(fù)雜機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

MKK；小擬南芥；基因家族；組織表達(dá)；鹽脅迫

植物在抵御外界不利環(huán)境刺激過程中已經(jīng)進(jìn)化出一套復(fù)雜而有效的防御機(jī)制來感知外部環(huán)境信號(hào)，并且在分子水平、細(xì)胞水平和生理水平等方面對各種脅迫作出響應(yīng)，從而維持正常的生長和發(fā)育[1]。在眾多抗逆機(jī)制中，絲裂原活化蛋白激酶(mitogen- activated protein kinase, MAPK)級聯(lián)途徑作為最重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，能將細(xì)胞膜表面受體感知到的信號(hào)通過磷酸化和去磷酸化作用逐級放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)，靶向激活胞質(zhì)或核內(nèi)的其他激酶、酶或轉(zhuǎn)錄因子等效應(yīng)蛋白，調(diào)節(jié)特定基因的表達(dá)，從而促使細(xì)胞、組織、器官、整個(gè)生物體作出相應(yīng)的生理生化反應(yīng)，進(jìn)而適應(yīng)環(huán)境和抵御逆境脅迫[2~5]。MAPK信號(hào)級聯(lián)是一個(gè)進(jìn)化保守的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)模塊，典型的MAPK級聯(lián)由3種功能上連續(xù)作用的蛋白激酶組成：MAPK激酶激酶(MAPKKK或MEKK)、MAPK激酶(MAPKK、MEK或MKK)和MAPK。MAPKKK通常作用于MKK的S/T-xxxxx-S/T位點(diǎn)將其磷酸化并激活，隨后活化的MKK磷酸化MAPK的蘇氨酸和酪氨酸殘基(TXY)從而激活MAPK[5~7]。此外，支架蛋白、共享對接域和適配器或錨定蛋白也可以介導(dǎo)特定MAPK級聯(lián)的形成和完整性[8~10]。

目前，在已報(bào)道的所有植物MAPK級聯(lián)組分中，MKK基因家族包含最少的成員，幾乎是MAPKs的一半，可能激活不止一個(gè)MAPK蛋白；同時(shí)又遠(yuǎn)少于MAPKKK基因家族的成員數(shù)量，可能同一個(gè)MKK可以被不同的MAPKKK激活，這表明有大量的MAPKKK-MAPKK-MAPK組合可能形成特定的MAPK級聯(lián)[11]。擬南芥()全基因組中有10個(gè)MKK成員，根據(jù)S/T-xxxxx-S/T保守基序的進(jìn)化可分為4個(gè)亞族(Groups A-D)：MKK1/2/6屬于Group A；MKK3屬于Group B；MKK4/5屬于Group C；MKK7/8/9/10屬于Group D[12]。但近期有研究表明，通過對多個(gè)植物物種中MKK基因家族的進(jìn)化分析，植物MKK基因家族成員可被分為5個(gè)亞家族，分別為Group A (MKK1/2/6)、Group B (MKK3)、Group C (MKK4/5)、Group D (MKK7/8/9)和Group E (MKK10)[13]。

MAPK級聯(lián)中的MKK組分在植物生長發(fā)育和響應(yīng)外界脅迫過程中起著承上啟下的作用[5,14]。目前，已有大量研究報(bào)道對一些植物中MKK的功能進(jìn)行了詳細(xì)闡明。例如，在模式植物擬南芥中，MEKK1- MKK1/MKK2-MPK4級聯(lián)響應(yīng)冷和鹽脅迫，并介導(dǎo)先天的免疫應(yīng)答反應(yīng)[15~18]。AtMKK1可作用于AtMPK6，參與H2O2的代謝[19]。AtMKK6可激活突變酵母中的AtMPK13，從而恢復(fù)細(xì)胞溶菌作用表型，且二者在擬南芥的多個(gè)組織中共表達(dá)[20]。AtMKKK18-AtMKK3-AtMPK1/2/7是一條脫落酸(abscisic acid, ABA)依賴的信號(hào)通路，調(diào)節(jié)葉片衰老和干旱脅迫抗性[21]。AtMKK3-AtMPK6在茉莉酸(jasmonic acid, JA)介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[22]和藍(lán)光介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[23]中起著關(guān)鍵作用。過表達(dá)導(dǎo)致擬南芥生長素極性運(yùn)輸缺陷和異常表型[24]。的缺失會(huì)造成植物對高鹽極度敏感，據(jù)報(bào)道，MKK9-MPK3/MPK6級聯(lián)一方面可以調(diào)控磷酸鹽的吸收[25]，另一方面參與乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[26,27]。在煙草()中，NPK1- NQK1/NtMEK1-NRK1級聯(lián)(一個(gè)MAPK級聯(lián)，其中是煙草的同源基因)參與了細(xì)胞分裂后期細(xì)胞板的形成[28]。過表達(dá)可以提高擬南芥對鹽脅迫和冷脅迫的耐受性[29]。在擬南芥中，過表達(dá)和都可以調(diào)節(jié)抗氧化酶和ABA相關(guān)基因的表達(dá)，從而增強(qiáng)植物對高鹽和干旱脅迫的耐受性；另外，酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)顯示，ZmMKK1與ZmMEKK1互作[30,31]。GhMKK3- GhMPK7是一條ABA或干旱脅迫誘導(dǎo)的信號(hào)通路，GhMKK3在響應(yīng)干旱脅迫的過程中主要是通過調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉和根毛生長的方式[32]。大豆()中的GmMEKK1-GmMKK1/2/4/9-GmMPK3/6級聯(lián)調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡并參與免疫防御反應(yīng)[33]。Kiegerl等[34]發(fā)現(xiàn)SIMKK介導(dǎo)的SIMK激活使苜蓿(a)積極響應(yīng)鹽脅迫。蘋果()中的MdMKK1–MdMPK1在種子萌發(fā)和幼苗生長中對ABA超敏感[35]。水稻()中的OsMKK6- OsMPK3級聯(lián)在冷脅迫信號(hào)通路中扮演重要角色，增強(qiáng)植物的寒冷抗性[36]。OsMKKK10-OsMKK4- OsMAPK6級聯(lián)參與水稻的籽粒發(fā)育，調(diào)控籽粒大小和重量[37]。

大量研究表明，MKK基因家族已經(jīng)在多種植物中得到系統(tǒng)鑒定和分析。十字花科鼠耳芥屬植物小鼠耳芥()，俗稱小擬南芥，是生長在新疆半干旱、半鹽堿化的特殊環(huán)境下的一種短命植物[38]，具有耐鹽堿、抗干旱、光合能力強(qiáng)、生長周期短及繁殖率高等特點(diǎn)，是研究植物抗逆性的優(yōu)良材料[39,40]。然而，目前對小擬南芥MKK基因家族尚未進(jìn)行系統(tǒng)的研究。利用本實(shí)驗(yàn)室前期獲得的小擬南芥基因組測序數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)未公布)，本研究對小擬南芥中MKK基因家族的成員進(jìn)行了全基因組搜索和鑒定，詳細(xì)介紹了小擬南芥MKK基因家族成員的染色體定位、模式植物擬南芥與小擬南芥MKK基因家族成員的多重序列比對、motif分布、外顯子–內(nèi)含子結(jié)構(gòu)以及啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件分布情況。此外，本研究還比較了小擬南芥、水稻和小擬南芥的近緣物種MKK基因家族的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。/、Tajima相對速率測驗(yàn)和共線性分析表明，小擬南芥MKK基因家族中存在基因復(fù)制和加速進(jìn)化事件。最后，利用RNA-seq數(shù)據(jù)，對小擬南芥基因在不同組織和鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)模式進(jìn)行研究，初步分析了基因的功能，為后續(xù)解析MAPK級聯(lián)參與小擬南芥生長發(fā)育和響應(yīng)逆境脅迫的機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究對象是新疆短命植物小擬南芥。首先將小擬南芥種子殺菌消毒處理后播撒在1/2 MS培養(yǎng)基平板上，于4℃冰箱春化2~3 d，然后置于22℃光照培養(yǎng)箱中(16 h光照，8 h黑暗)，待長出2~3片真葉后，將幼苗移栽至含有營養(yǎng)土和蛭石(體積比為1∶1)的盆缽中，放置在光照培養(yǎng)間里(16 h光照，8 h黑暗)培養(yǎng)[38]。

本實(shí)驗(yàn)室前期完成了小擬南芥不同組織(莖、葉、花和果莢)轉(zhuǎn)錄組測序，方法如下：收集3個(gè)月大的小擬南芥不同組織(莖、葉、花和果莢)，每個(gè)組織樣品的收集都是選取長勢相似的3株小擬南芥植株作為3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，然后進(jìn)行混合。小擬南芥鹽脅迫轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)來自本實(shí)驗(yàn)室前期研究成果[40]，具體方法：選取生長6周的小擬南芥幼苗，用含250 mmol/L NaCl的改良Hoagland營養(yǎng)液通過水培法進(jìn)行鹽脅迫，在脅迫處理0.5 h、3 h、6 h、12 h、24 h和48 h后收集葉片，用于轉(zhuǎn)錄組測序。未處理的小擬南芥葉片用作0 h對照。

1.2 小擬南芥MKK基因家族成員的鑒定及命名

利用小擬南芥基因組的蛋白序列文件，通過本地BLAST工具BioEdit (version 7.2.5)創(chuàng)建一個(gè)小擬南芥的蛋白序列數(shù)據(jù)庫。分別從TAIR網(wǎng)站(https:// www.arabidopsis. org/)和RGAP網(wǎng)站(http://rice.plant-biology.msu.edu/)下載擬南芥和水稻MKK氨基酸序列作為誘餌序列，在小擬南芥蛋白數(shù)據(jù)庫(未公布)中進(jìn)行BLASTP比對，搜索得到-value≤1e-10[41]的序列，將這些序列整合在一起刪去重復(fù)序列，然后將候選的小擬南芥MKK氨基酸序列提交到Pfam-Scan (http://pfam. xfam.org)，以評估是否具有特有的MKK保守結(jié)構(gòu)域-蛋白激酶結(jié)構(gòu)域，從而確定最終的候選基因。使用ExPASy (https://web.expasy.org/ protparam/)蛋白質(zhì)組學(xué)服務(wù)器估算預(yù)測的ApMKKs蛋白的分子量和等電點(diǎn)。ApMKKs亞細(xì)胞定位通過ProtComp 9.0 (http://linux1.softberry.com/berry.phtml)進(jìn)行預(yù)測。

小擬南芥中每個(gè)基因的名稱都以小擬南芥拉丁名的縮寫開頭，然后是小擬南芥基因在模式植物擬南芥中對應(yīng)的直系同源基因的名稱，如。擬南芥MKK基因家族的大部分成員在小擬南芥中具有兩個(gè)直系同源基因(ortholog)，少部分只有1個(gè)，極少數(shù)無直系同源基因。最終，本研究采取將小擬南芥中的旁系同源基因(paralog)按連續(xù)編號(hào)的方式進(jìn)行命名(如和)。對于只有一個(gè)同源基因的情況，如，在小擬南芥中只有一個(gè)直系同源基因，將其編號(hào)為[42]。

1.3 系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建、motif分布和多重序列比對

分別從TAIR網(wǎng)站和RGAP網(wǎng)站下載擬南芥和水稻MKK基因家族成員的氨基酸序列。從Ensembl基因組數(shù)據(jù)庫(http://plants.ensembl.org/index.html)下載小擬南芥近緣物種琴葉擬南芥()、鹽芥()和葉芽鼠耳芥()的基因組數(shù)據(jù)，然后對這3個(gè)近緣種的MKK基因家族進(jìn)行鑒定，獲取對應(yīng)的MKK氨基酸序列。利用水稻、擬南芥、琴葉擬南芥、鹽芥、葉芽鼠耳芥和小擬南芥的MKK氨基酸序列，通過MEGA6.0[43]軟件的鄰接法(neighbor-joining, NJ)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(鄰接樹的支持率以自展(bootstrap)法獲得，重復(fù)取樣1000次[44])，分析MKK基因家族的進(jìn)化關(guān)系。參照文獻(xiàn)[45]設(shè)置參數(shù)和進(jìn)化樹格式，利用最大似然法(maximum likelihood, ML) (Bootstrap= 1000)和鄰接法構(gòu)建小擬南芥和擬南芥MKK基因家族進(jìn)化樹。ApMKK蛋白質(zhì)的保守motif使用MEME網(wǎng)站(http://meme-suite.org/tools/meme)進(jìn)行分析，motif長度范圍為10~50個(gè)氨基酸殘基，motif最大發(fā)現(xiàn)數(shù)目為12個(gè)，其他參數(shù)設(shè)為默認(rèn)值。利用BioEdit (version 7.2.5)軟件進(jìn)行多重氨基酸序列比對，參數(shù)為默認(rèn)值。

1.4 基因結(jié)構(gòu)、復(fù)制事件和共線性分析

基于每個(gè)基因的開放閱讀框(open reading frame, ORF)和基因組編碼區(qū)的比較，借助基因結(jié)構(gòu)顯示服務(wù)器GSDS (http://gsds.cbi.pku.edu.cn/)分析基因的外顯子–內(nèi)含子分布。

基因復(fù)制事件通過多重序列比對和共線性分析來揭示。另外，旁系同源基因的確定需滿足兩個(gè)條件：比對長度大于較長基因的90%；核苷酸一致性>90%的情況下才被視為復(fù)制基因[46,47]。借助ClustalW (https://www.genome.jp/tools-bin/clustalw)計(jì)算成對基因的蛋白編碼區(qū)序列(coding sequence, CDS)相似性和蛋白相似性，參數(shù)選為默認(rèn)值。使用DnaSP 6.0軟件[48]計(jì)算非同義替換率()和同義替換率()，通過旁系同源基因間的來評估進(jìn)化過程中復(fù)制基因的選擇壓力(提交序列為CDS序列，編碼區(qū)域設(shè)置為從序列的起始到終止)。/> 1、< 1或= 1分別表示正、負(fù)或中性演化[49]。獲取復(fù)制基因?qū)Φ陌被嵝蛄?，利用MEGA6.0軟件進(jìn)行Tajima相對速率測驗(yàn)，從而確定復(fù)制基因在復(fù)制事件發(fā)生后的進(jìn)化速率(提交序列為全長氨基酸序列，設(shè)定Taxon A序列，Taxon B序列和outgroup序列對應(yīng)的基因名，其他參數(shù)默認(rèn))。本研究對于復(fù)制基因發(fā)生加速進(jìn)化的判斷根據(jù)：Tajima相對速率(值)是否小于0.05，若復(fù)制基因?qū)Φ闹? 0.05，則表明復(fù)制基因發(fā)生了加速進(jìn)化[50]。使用Circos程序[51]分析小擬南芥、擬南芥和葉芽鼠耳芥中同源基因的共線關(guān)系。

1.5 小擬南芥MKK基因表達(dá)模式分析

利用本實(shí)驗(yàn)室前期獲得的組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)獲取小擬南芥基因在不同組織(成熟期的莖、葉、花和果莢)中的RPKM值，然后借助R語言的熱圖程序包將表達(dá)數(shù)據(jù)(RPKM的log2值)可視化為熱圖，進(jìn)而分析基因在小擬南芥不同組織中的表達(dá)情況。從鹽脅迫轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)[40]中獲取小擬南芥基因在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)(0 h、0.5 h、3 h、6 h、12 h、24 h和48 h)的FPKM值，同樣借助R語言中的熱圖程序包將表達(dá)數(shù)據(jù)(FPKM的log2值)可視化為熱圖，然后分析基因在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)情況。

1.6 小擬南芥MKK基因啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件分布

檢索小擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫，截取每個(gè)基因起始密碼子上游的1500 bp區(qū)域作為啟動(dòng)子序列，然后將這些序列提交至PlantCARE (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/)，以預(yù)測啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件。

2 結(jié)果與分析

2.1 小擬南芥MKK基因家族成員的鑒定

將擬南芥MKK (AtMKK)氨基酸序列作為蛋白種子序列，在小擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行蛋白序列檢索，去除重復(fù)序列后結(jié)合Pfam分析，最終確定小擬南芥MKK基因家族有16個(gè)成員，它們都具有蛋白激酶域，具體信息見表1。另外，16個(gè)的ORF長度從939 bp (和)到1692 bp ()不等，其編碼蛋白由312~367個(gè)氨基酸組成，蛋白質(zhì)分子量為34.53~62.75 kDa，等電點(diǎn)為5.715~9.268。預(yù)測顯示，除了ApMKK7-1定位于膜結(jié)合線粒體外，其他ApMKKs的亞細(xì)胞定位均顯示位于細(xì)胞質(zhì)中。

2.2 小擬南芥MKK多重序列比對和motif分布

為了更好地解析小擬南芥和擬南芥MKK蛋白的序列保守性，本研究進(jìn)行了多重序列比對和保守motif分析。多重序列比對結(jié)果表明，鑒定獲得的16個(gè)ApMKKs基本包含已報(bào)道過的活性位點(diǎn)D (L/I/V) K[52,53]、S/T-xxxxx-S/T[54]和VGExxYMSPER[12](圖1)。根據(jù)擬南芥AtMKK的最新分組情況[13]，ApMKK1-1/ 1-2/2-1/2-2/6-1屬于Group A；ApMKK3-1/3-2屬于Group B；ApMKK4-1/4-2/5-1/5-2屬于Group C；ApMKK7-1/9-1/9-2屬于Group D；ApMKK10-1/10-2屬于Group E。特別注意的是，Group E中的AtMKK10、ApMKK10-1和ApMKK10-2無S/T-xxxxx-S/T保守結(jié)構(gòu)域。

此外，通過MEME在線程序?qū)?6個(gè)ApMKKs進(jìn)行保守motif分析，共預(yù)測出11個(gè)保守的motifs，這11個(gè)保守motifs的分布見圖2A，詳細(xì)的氨基酸序列信息見圖2B。本研究發(fā)現(xiàn)，所有的ApMKKs皆包含motif 1/2/3/4/5/6/7，其中motif 1包含兩個(gè)主要MKK保守結(jié)構(gòu)域：D (L/I/V) K和S/T-xxxxx-S/T，這兩個(gè)保守結(jié)構(gòu)域在多重序列比對結(jié)果(圖1)中也得以鑒定。每個(gè)亞族都有其特有保守motif，Group A特有的保守motif是motif 8，motif 11是Group C、Group D和Group E所特有的。Group A中的ApMKKs由10個(gè)motifs (不含motif 11)構(gòu)成，Group B中的ApMKKs由8個(gè)motifs (不含motif 8/10/11)構(gòu)成，Group C和Group D中的ApMKKs由10個(gè)motifs (不含motif 8)組成，Group E中的ApMKKs由9個(gè)motifs (不含motif 8/9)組成，這表明相同亞族的MKK成員具有相似的motif組成。盡管不同亞族基因的motif組成不同，但它們都具有重要的活性位點(diǎn)motif 1，且共有的motif以基本相同的順序排列，但是只有Group B除外，Group B中MKK3的motif 2和motif 6的分布順序與其他亞族相反。令人意外的是，motif 9是重要的催化位點(diǎn)(VGExx-YMSPER)，多重序列比對結(jié)果也顯示所有ApMKKs都具有MKK重要的催化結(jié)構(gòu)域VGExxYMSPER，但Group E中的ApMKK10-1和ApMKK10-2卻不包含motif 9，這可能與MEME的motif識(shí)別程序有關(guān)。另外，ApMKK和AtMKK基因家族之間的大部分直系同源基因的motif組成相同，唯獨(dú)MKK10例外，ApMKK10-1/10-2比AtMKK10多一個(gè)motif 10。

圖1 小擬南芥ApMKK與擬南芥AtMKK的氨基酸多重序列比對

Fig. 1 Multiple amino acid sequence alignment of ApMKK and AtMKK proteins

陰影部分表示保守區(qū)域；紅色方框分別表示ApMKK的3個(gè)主要保守結(jié)構(gòu)域：D (L/I/V) K，S/T-xxxxx-S/T和VGExxYMSPER。

2.3 小擬南芥MKK基因家族成員的進(jìn)化和外顯子–內(nèi)含子結(jié)構(gòu)

為揭示小擬南芥和小擬南芥近緣物種之間的進(jìn)化關(guān)系，分別獲取水稻(8個(gè))、擬南芥(10個(gè))、葉芽鼠耳芥(9個(gè))、琴葉擬南芥(9個(gè))和鹽芥(10個(gè))MKKs和小擬南芥的16個(gè)ApMKKs的氨基酸序列，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖3)。根據(jù)進(jìn)化樹信息，MKK基因家族成員被分為5個(gè)亞家族，分別是Group A、Group B、Group C、Group D和Group E。對6個(gè)物種中MKK基因家族的各個(gè)亞族的基因個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小擬南芥MKK基因家族的成員數(shù)量明顯多于其近緣物種和水稻，其中Group B和Group C的基因數(shù)目是其他5種植物B、C亞族基因的兩倍(圖4)。從進(jìn)化關(guān)系來看(圖3)，小擬南芥中的大部分兩兩排布在一起，似乎小擬南芥MKK基因家族中存在一些復(fù)制關(guān)系。為了驗(yàn)證小擬南芥ApMKK基因家族中是否存在復(fù)制基因?qū)?，通過計(jì)算進(jìn)化關(guān)系很近的兩個(gè)ApMKKs的CDS相似性和蛋白相似性發(fā)現(xiàn)，CDS相似性大于90%的有7對基因，為此本研究鑒定到小擬南芥MKK基因家族有7對復(fù)制基因，分別是/、/、/、/、/、/和/，具體信息見表2。而和沒有旁系同源基因，即沒有發(fā)生復(fù)制事件。出乎意料的是，小擬南芥中不存在的直系同源基因，可能在進(jìn)化中發(fā)生了丟失。從近緣物種進(jìn)化關(guān)系遠(yuǎn)近的角度來分析，鹽芥與小擬南芥的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)，特別的是-/-與近緣種的關(guān)系較遠(yuǎn)。

基因結(jié)構(gòu)的差異在基因家族進(jìn)化中起著重要的作用，可用于系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的評價(jià)[55,56]。通過分析和的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和外顯子-內(nèi)含子分布發(fā)現(xiàn)，所有基因被分為5個(gè)亞族(Group A、Group B、Group C、Group D和Group E)，該分類結(jié)果與圖3相同，同時(shí)觀察到相同亞族中的大多數(shù)成員具有非常相似的外顯子–內(nèi)含子結(jié)構(gòu)(圖5)，這種相似性為MKK家族的基因分類、擬南芥和小擬南芥MKK基因家族之間的進(jìn)化關(guān)系提供了證據(jù)。通過比較小擬南芥和擬南芥各亞族基因所含的外顯子個(gè)數(shù)，發(fā)現(xiàn)Group C、Group D和Group E的皆只包含1個(gè)外顯子；Group A的成員包含8個(gè)外顯子；Group B較為特殊，其中、和所包含的外顯子個(gè)數(shù)分別為8、11、9個(gè)，但共有的8個(gè)外顯子的大小和分布是一致的，這表明和同源基因之間的基因結(jié)構(gòu)基本是保守的。此外，不僅在旁系同源基因中觀察到類似的基因結(jié)構(gòu)，而且在直系同源基因中也觀察到類似的基因結(jié)構(gòu)，這暗示小擬南芥中復(fù)制基因?qū)蛿M南芥基因在進(jìn)化上具有相同的起源。

圖2 擬南芥和小擬南芥MKK蛋白的motif分析

A：16個(gè)ApMKKs和10個(gè)AtMKKs的motif分布(不同顏色的長方形代表11個(gè)公認(rèn)的保守motif)；B：11個(gè)保守motif的詳細(xì)氨基酸序列信息(每個(gè)字母的高度表示該位置氨基酸的出現(xiàn)的頻率，而黑色方框表示3個(gè)主要保守結(jié)構(gòu)域的關(guān)鍵位置)。

為了進(jìn)一步研究小擬南芥MKK基因家族的擴(kuò)張，對小擬南芥、擬南芥和葉芽鼠耳芥的基因進(jìn)行了共線性分析。結(jié)果表明，小擬南芥16個(gè)基因分散分布于基因組的10條染色體上；另外，共線性分析進(jìn)一步驗(yàn)證了小擬南芥中7個(gè)復(fù)制基因?qū)Φ拇嬖?圖6)。和在小擬南芥中無旁系同源基因，但這兩個(gè)基因與擬南芥和葉芽鼠耳芥的基因存在共線關(guān)系。仔細(xì)觀察圖6發(fā)現(xiàn)，染色體1上存在兩個(gè)復(fù)制基因?qū)?/和/)，可能存在串聯(lián)重復(fù)。

圖3 小擬南芥和其他物種MKK基因家族系統(tǒng)進(jìn)化樹

借助ClustalX 2.0和MEGA 6.0軟件使用鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹?；蛎Q或基因ID前不同顏色的菱形代表不同物種的基因。進(jìn)化樹外圍5種不同顏色的弧線分別表示Group A、Group B、Group C、Group D和Group E。

圖4 小擬南芥和其他物種MKK各亞族基因數(shù)量

表2 ApMKK復(fù)制基因?qū)DS相似性和蛋白相似性

圖5 小擬南芥和擬南芥MKK基因家族成員的系統(tǒng)進(jìn)化樹和外顯子–內(nèi)含子結(jié)構(gòu)示意圖

借助MEGA6.0構(gòu)建小擬南芥和擬南芥基因的最大似然樹(左圖)，分支上的數(shù)字表示各個(gè)分支的支持率(鄰接法/最大似然法)；利用GSDS軟件分析小擬南芥基因的外顯子–內(nèi)含子分布(右圖)。

進(jìn)化選擇的模式可以通過/來估算，/> 1表示正選擇，/< 1表示純化選擇，/= 1表示中性選擇[49]。7個(gè)復(fù)制基因?qū)Φ?皆小于1，表明它們都經(jīng)過了純化選擇(表3)。本研究進(jìn)一步對MKK基因家族中的復(fù)制基因?qū)M(jìn)行Tajima相對速率測驗(yàn)，以評估復(fù)制事件發(fā)生后復(fù)制基因是否加速進(jìn)化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)制基因?qū)?之間的進(jìn)化速率(< 0.05)發(fā)生了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的增加，表明這兩個(gè)復(fù)制基因可能存在潛在的功能差異(表4)。

2.4 小擬南芥MKK基因在不同組織中的表達(dá)分析

為了深入了解16個(gè)基因在不同組織中的表達(dá)模式，通過R語言分析工具，利用本實(shí)驗(yàn)室前期獲得的組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，將基因的表達(dá)模式可視化為熱圖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小擬南芥16個(gè)基因在不同組織中皆差異表達(dá)且具有組織表達(dá)特異性(圖7)。4個(gè)組織中都有Group A和Group B的參與表達(dá)；Group C和Group D中的表達(dá)模式較為特別，僅在莖和葉中高表達(dá)；Group E的MKK成員在花和果莢中的表達(dá)量較高。另外，復(fù)制基因的表達(dá)模式并非全部一致，較為明顯的如在莖和花中高表達(dá)而在葉中高表達(dá)，在葉中高表達(dá)而在花中高表達(dá)。結(jié)果表明，既保持了固有的功能保守性，也存在功能分歧，預(yù)示小擬南芥可能存在功能進(jìn)化上的保守性和多樣性。

2.5 小擬南芥MKK基因在鹽脅迫下的表達(dá)分析

通過分析小擬南芥在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)[40]發(fā)現(xiàn)，小擬南芥ApMKK基因家族的16個(gè)成員中有14個(gè)基因差異表達(dá)，而Group E的和在鹽脅迫各時(shí)間點(diǎn)皆不表達(dá)。為了深入了解差異表達(dá)的14個(gè)基因在250 mmol/L NaCl脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)模式，本研究通過R語言分析工具，利用鹽脅迫轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的FPKM值，將基因的表達(dá)模式可視化為熱圖。結(jié)果顯示，Group B和Group D的所有差異表達(dá)基因在鹽脅迫處理后皆呈現(xiàn)表達(dá)下調(diào)的趨勢，而Group C的所有基因總體上表現(xiàn)為上調(diào)表達(dá)，較為特殊的是，Group A的部分成員(和-)上調(diào)表達(dá)，部分基因(、和-)表達(dá)下調(diào)，呈現(xiàn)多樣的表達(dá)模式(圖8)。這意味著各亞族基因在鹽脅迫下具有特異的表達(dá)模式。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，復(fù)制基因在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)模式幾乎相同，這表明復(fù)制基因具有一定的功能保守性。

圖6 擬南芥、葉芽鼠耳芥和小擬南芥中MKK基因的共線關(guān)系

不同顏色的圓弧代表不同物種的染色體和scaffolds，曲線末端指向基因在染色體上的位置。紅色曲線代表小擬南芥染色體上分布的MKK復(fù)制基因?qū)Γ错槙r(shí)針方向依次是ApChr.1：、、、、；ApChr.2：；ApChr.7：；ApChr.3：；ApChr.4：；ApChr.6：；ApChr.8：、；ApChr.9：；ApChr.12：；ApChr.15：。小擬南芥中的復(fù)制基因?qū)τ杉t線連接；擬南芥與其他兩種植物的同源基因以藍(lán)色曲線連接；紫色曲線連接擬南芥和葉芽鼠耳芥之間的同源基因?qū)Α?/p>

表3 小擬南芥MKK復(fù)制基因?qū)Φ腒a/Ks比率

：非同義替換率；：同義替換率。

表4 小擬南芥MKK復(fù)制基因?qū)Φ腡ajima相對速率測驗(yàn)

Tajima相對速率測試用于檢驗(yàn)小擬南芥旁系同源物之間進(jìn)化速率的相等性；Mt是3個(gè)測試序列中相同位點(diǎn)的總和；M1是復(fù)制基因?qū)Φ?個(gè)基因中特異差異位點(diǎn)的數(shù)量；M2是復(fù)制基因?qū)Φ?個(gè)基因中特異差異位點(diǎn)的數(shù)量；如果< 0.05，則測試拒絕兩個(gè)重復(fù)樣本之間的相等替換率，并推斷兩個(gè)重復(fù)基因之一具有加快的進(jìn)化速率。

圖7 ApMKK基因在不同組織中的表達(dá)圖譜

右上角的色度條顯示了所有在不同組織中的表達(dá)量(RPKM的log2值)變化范圍。紅色越深，表達(dá)量越高；藍(lán)色越深，表達(dá)量越低。

2.6 小擬南芥MKK基因啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件分析

為了解析小擬南芥MKK基因家族成員的調(diào)控模式，本研究進(jìn)一步分析了基因啟動(dòng)子區(qū)域的順式作用元件分布(圖9)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ApMKK基因家族成員的啟動(dòng)子區(qū)除了核心元件外，還包括脅迫和激素響應(yīng)相關(guān)元件，這表明基因可能響應(yīng)多種外界脅迫，即具有功能多樣性。另外本研究還觀察到，各亞族內(nèi)大部分復(fù)制基因啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件種類不同。復(fù)制基因順式元件種類的差異包含兩種情況：一種情況是同源基因A的順式元件種類包含同源基因B的順式元件種類(/、/和/)，另一種情況是同源基因A和B除了具有共同的順式元件，還有各自獨(dú)特的順式元件(/、/、/和/)。以上結(jié)果表明，這些旁系同源基因(復(fù)制基因?qū)?可能存在不同的調(diào)控模式和潛在的進(jìn)化命運(yùn)。

圖8 ApMKK基因在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)圖譜

Fig. 8 Expression profiles of ApMKK genes at different time points under salt stress for Arabidopsis pumila

右上角的色度條顯示了所有在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)量(FPKM的log2值)變化范圍。紅色越深，表達(dá)量越高；藍(lán)色越深，表達(dá)量越低。

圖9 ApMKKs啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件分布

3 討論

隨著一系列植物基因組測序的完成，許多植物中的MAPK級聯(lián)成員被注釋，而且陸續(xù)開展了MAPK級聯(lián)通路上3個(gè)基因家族的全基因組鑒定和功能分析。MAPK級聯(lián)蛋白最初在模式植物擬南芥中發(fā)現(xiàn)，擬南芥中MAPKKK、MAPKK和MAPK基因家族分別包含80、10、20個(gè)成員[12]。截止目前，對MAPK級聯(lián)的功能，特別是作為MAPK級聯(lián)中間節(jié)點(diǎn)的MKK的認(rèn)識(shí)還比較有限。除擬南芥外，目前對于MKK基因家族研究比較深入的還有棉花() (11)[7]、油菜()[53]、黃瓜()[54]、大麥()[57]、番茄()[58]、蘋果[59]、玉米()[60]、二穗短柄草()[61]和水稻[62]等，這些植物分別包含11、7、6、6、5、9、8、12、8個(gè)基因成員。本研究從小擬南芥基因組中共鑒定出16個(gè)基因，數(shù)量明顯多于其他眾多植物中的基因，而且小擬南芥中Group A、B、C、D、E各亞族的基因個(gè)數(shù)皆多于近緣物種，其中Group B、C亞族的基因數(shù)量是近緣物種的兩倍。這表明小擬南芥的MKK基因家族發(fā)生了明顯的擴(kuò)張。

本文從小擬南芥中鑒定出7對復(fù)制基因，從/分析結(jié)果來看，這些復(fù)制基因都經(jīng)歷了純化選擇。研究表明，植物MKK基因家族的Group B，C，D，E四個(gè)亞族的基因在大多數(shù)植物中是單拷貝或低拷貝，而Group A的基因卻發(fā)生多次復(fù)制事件，產(chǎn)生多拷貝基因[13]。但本文研究發(fā)現(xiàn)，小擬南芥各亞族的都存在多拷貝基因，該結(jié)果與之前的報(bào)道不相符，可能是小擬南芥發(fā)生了大范圍的全基因組復(fù)制事件(whole genome duplications, WGD)。根據(jù)Hoffmann等[63]研究結(jié)果，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室前期開展的全基因組測序和組裝分析表明，小擬南芥是二倍體植物(2n=32)；小擬南芥和近緣物種的系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，小擬南芥近期發(fā)生過一次染色體復(fù)制事件(數(shù)據(jù)未公開)。因此，小擬南芥MKK基因家族中復(fù)制基因的出現(xiàn)可能是小擬南芥發(fā)生基因組擴(kuò)張形成的。

基因復(fù)制是進(jìn)化過程中產(chǎn)生新基因的基本來源，為基因的成功進(jìn)化提供了新的機(jī)會(huì)，而全基因組復(fù)制是進(jìn)化的一個(gè)重要特征[64]。MKK基因家族在生長發(fā)育和響應(yīng)逆境脅迫過程中發(fā)揮重要作用。在MKK基因家族成員數(shù)量方面，擬南芥、小擬南芥和琴葉擬南芥中分別有10、16、9個(gè)基因，即小擬南芥中基因的數(shù)目是琴葉擬南芥中的1.78倍，琴葉擬南芥中基因的數(shù)目是擬南芥中的0.9倍，小擬南芥中基因的數(shù)目是擬南芥中的1.6倍。小擬南芥的基因組約283 Mb (數(shù)據(jù)未公開)，大約是琴葉擬南芥基因組(207 Mb)[65]的1.37倍，而琴葉擬南芥的基因組大約是擬南芥(125 Mb)[45]的1.66倍，小擬南芥的基因組大約是擬南芥基因組的2.26倍。這3個(gè)物種中基因的數(shù)目與基因組的大小不成正比，推測可能由于進(jìn)化過程中環(huán)境的改變導(dǎo)致小擬南芥中發(fā)生了全基因組復(fù)制或特定基因家族的擴(kuò)張[66]。須彌芥()是生長在青藏高原上一種特殊環(huán)境植物，比較基因組分析發(fā)現(xiàn)須彌芥基因組中抗病相關(guān)的基因家族發(fā)生了明顯縮減，可能與青藏高原病原菌較少有關(guān)；另外，須彌芥中抗紫外線等的基因家族發(fā)生了擴(kuò)張[67]。大多數(shù)植物中至少發(fā)生過一次WGD，然而在擬南芥中至少發(fā)生了兩次WGDs：大約在60~70百萬年前和23~43百萬年前[68,69]。WGD的擴(kuò)增結(jié)果是全基因組擴(kuò)增到兩倍[64,68]。自從WGD事件以來，植物在漫長的進(jìn)化過程中會(huì)重新移除冗余基因拷貝(如和在小擬南芥中分別只有一個(gè)直系同源基因)，但也會(huì)保留一些重復(fù)的拷貝，這取決于它們對環(huán)境的適應(yīng)，這也是植物物種間特定基因家族成員數(shù)量存在差異的原因[68,70]。出人意料的是，小擬南芥中沒有的同源基因，可能在進(jìn)化過程中發(fā)生了選擇性丟失。

分析小擬南芥和擬南芥MKK基因家族成員的motif分布和外顯子–內(nèi)含子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，小擬南芥MKK基因家族的各亞族成員都具有其特有的motif組成和基因結(jié)構(gòu)，即相同亞族的成員具有相似的motif組成和基因結(jié)構(gòu)。另外，ApMKK基因家族和AtMKK基因家族的大部分直系同源基因的motif組成和外顯子-內(nèi)含子也相似。旁系同源基因和直系同源基因中類似的基因結(jié)構(gòu)，暗示了小擬南芥和擬南芥中的基因在進(jìn)化上具有相同的起源。然而Group B中、和的外顯子個(gè)數(shù)不盡相同，分別包含8、11、9個(gè)外顯子(共有的8個(gè)外顯子的大小和分布是一致的)，而且Group B成員的motif 2和motif 6的分布順序與其它亞族MKK不同。除/與的基因結(jié)構(gòu)不同外，和之間的基因結(jié)構(gòu)也存在一定差異。這表明小擬南芥Group B 中MKKs的基因結(jié)構(gòu)和motif分布發(fā)生了大的分歧，也預(yù)示Group B的基因在功能進(jìn)化上的多樣性。和的組織表達(dá)模式差異正好印證了這一點(diǎn)。值得注意的是，Group E中ApMKK10-1/10-2和AtMKK10的S/T-xxxxx-S/T保守區(qū)都發(fā)生了突變。目前，關(guān)于MKK8和MKK10的功能信息較少，可能是由于它們的轉(zhuǎn)錄水平較低，或是因?yàn)镸KK10活性位點(diǎn)的突變而沒有發(fā)揮生物學(xué)功能[61]。本研究通過分析基因在不同組織和鹽脅迫下的表達(dá)情況表明，和在小擬南芥果莢中高表達(dá)，但在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)都未檢測到二者的表達(dá)，這與之前報(bào)道的結(jié)果相符。然而也有報(bào)道顯示，在水楊酸(salicylic acid, SA)信號(hào)介導(dǎo)的防御機(jī)制中起關(guān)鍵作用[71]，這可能與不同物種的進(jìn)化差異有關(guān)。

基因參與了小擬南芥不同組織的發(fā)育，皆顯示出組織表達(dá)特異性。本研究發(fā)現(xiàn)，/、、與它們的直系同源基因、和皆在花中高表達(dá)[61]；另外，小擬南芥中的部分旁系同源基因的表達(dá)模式相同，如/和/在莖和葉中表達(dá)水平較高，/在莖中高表達(dá)。這些發(fā)現(xiàn)表明，旁系同源基因間和直系同源基因間皆存在一定的功能保守性。與此同時(shí)，/在莖和葉中的表達(dá)水平較高，而它們的直系同源基因在花和果莢中有較高的表達(dá)量[61]，這表明直系同源基因間也存在功能分歧。值得關(guān)注的是，小擬南芥復(fù)制基因?qū)Φ谋磉_(dá)模式?；驈?fù)制是提高植物對新環(huán)境適應(yīng)性的主要驅(qū)動(dòng)因素，其引起的功能多樣性可能導(dǎo)致基因表達(dá)水平和蛋白質(zhì)性質(zhì)的改變。本研究發(fā)現(xiàn)，部分旁系同源基因的表達(dá)模式存在很大差異，如在莖和花中高表達(dá)而在葉中高表達(dá)，在葉中高表達(dá)而在花中高表達(dá)，表明這些復(fù)制基因可能在不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮作用或者一些復(fù)制基因在進(jìn)化過程中獲得新的功能[53]。分析Tajima相對速率結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小擬南芥中的一對復(fù)制基因/在復(fù)制事件發(fā)生后，其中一個(gè)基因經(jīng)歷了加速進(jìn)化，這預(yù)示著小擬南芥基因的新功能化和亞功能化的產(chǎn)生。進(jìn)而分析小擬南芥基因組織表達(dá)熱圖和啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件分布發(fā)現(xiàn)，的表達(dá)模式不同：在葉和花中高表達(dá)，而在莖和花中高表達(dá)；且二者順式元件的種類也有所不同：要比多一類機(jī)械損傷順式元件(wound)。以上分析表明，盡管小擬南芥復(fù)制基因間具有高的CDS和氨基酸相似性，但也存在一定的功能分歧。與組織表達(dá)模式不同的是，復(fù)制基因在鹽脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)模式幾乎相同，暗示著在不同的生物學(xué)過程中，小擬南芥復(fù)制基因的表達(dá)模式組合可能存在一定差異。本文不足的地方在于小擬南芥的組織表達(dá)中沒有涉及根的表達(dá)信息，后期會(huì)展開小擬南芥各生長發(fā)育時(shí)期的不同組織轉(zhuǎn)錄組測序，進(jìn)而彌補(bǔ)本實(shí)驗(yàn)的不足。

MKK是MAPK級聯(lián)組分中成員最少的一個(gè)基因家族，為此同一個(gè)MKK或相同MKK級聯(lián)可能響應(yīng)多種逆境脅迫。MEKK1-MKK4/MKK5-MPK3/MPK6級聯(lián)賦予擬南芥對細(xì)菌和真菌病原體的抗性[72]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，MKK4/5-MPK3/6負(fù)調(diào)控冷脅迫抗性[17,73]。近期又有研究報(bào)道MKK4/MKK5-MPK3/ MPK6在生長素促進(jìn)側(cè)根形成中是不可或缺的[74]。AtMKK5-AtMPK6級聯(lián)途徑也參與ABA應(yīng)答[75]。小擬南芥生長在新疆干旱、高溫的鹽堿地環(huán)境，有大量的抗逆基因值得挖掘，而小擬南芥MAPK級聯(lián)作為響應(yīng)外界不利環(huán)境的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，可幫助人們進(jìn)行抗逆基因的初探。本研究對MAPK級聯(lián)中的MKK基因家族進(jìn)行了生物信息學(xué)和表達(dá)特征分析，后期將陸續(xù)對MAPK級聯(lián)中另外兩個(gè)基因家族展開研究，為解析小擬南芥的抗逆機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

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Genome-wide identification, phylogenetic analysis and expression profiling of the MKK gene family in

Xiaocui Li1, Kaicheng Kang1, Xianzhong Huang2,3, Yongbin Fan1, Miaomiao Song1, Yunjie Huang1, Jiajia Ding1

Mitogen-activated protein kinase kinase (MAPKK or MKK) is an important component of the MAPK cascade, which plays important roles in plant growth and development as well as in various stress responses. At present, the MKK gene family has been identified in a variety of plants, but there has been no systematic study in Cruciferous plant. To explore the evolution and function of the MKK gene family in, 16genes were identified from thegenome by genome-wide analysis, and they were distributed on 10 chromosomes of. According to phylogenetic analysis and multiple sequence alignment, these putative genes were divided into five known subfamilies, i.e, Groups A, B, C, D, and E, which includes 5, 2, 4, 3, 2 members, respectively. Evolutionary and syntenic analysis showed that there are seven pairs of duplication genes in:/,/,/,/2,/,/, and/./and Tajima analysis indicated that evolution of/wasaccelerated after the duplication event. Combining the distribution of cis-element in the promoter region ofand the expression profile ofin mature leaves, stems, flowers and fruits as well as under salt stress, we found that the expressions of paralogous genes (duplication genes) were tissue-specific and their functions were diversified. The expression patterns of some duplicated genes in tissues were different, but the expression patterns under salt stress were basically the same. These results lay the foundation for analyzing the complex mechanisms of MKK-mediated growth and development and abiotic stress signal transduction pathways in.

mitogen-activated protein kinase kinase;; gene family; tissue expression; salt stress

2019-12-30;

2020-03-15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào)：U1303302)和石河子大學(xué)國際科技合作項(xiàng)目(編號(hào)：GJHZ201806)資助[Supported by the National Natural Science Foundation of China (No. U1303302), and International Science and Technology Cooperation Project of Shihezi University (No. GJHZ201806)]

李曉翠，碩士研究生，專業(yè)方向：遺傳學(xué)。E-mail: lxc360720@163.com

黃先忠，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：植物響應(yīng)逆境的分子機(jī)制。E-mail: xianzhongh106@163.com

10.16288/j.yczz.19-388

2020/3/30 13:39:06

URI: http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1913.R.20200330.1028.002.html

(責(zé)任編委: 張根發(fā))