摘要：B-box（BBX）蛋白是植物中一類重要的轉(zhuǎn)錄因子，在控制植物生長(zhǎng)發(fā)育、響應(yīng)環(huán)境脅迫中起著重要作用。本研究從青稞（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook.f.）全基因組中鑒定出18個(gè)青稞BBX基因家族成員，分析了它們的理化性質(zhì)、基因結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系及UV-B照射幼苗后的表達(dá)特性等。結(jié)果表明：青稞BBX基因的編碼序列（CDS）長(zhǎng)度為636～2 223 bp；分子質(zhì)量為22.07～54.29 kDa。系統(tǒng)發(fā)育分析將18個(gè)HvnBBX分為4個(gè)亞類。共線性分析表明青稞種內(nèi)共產(chǎn)生4對(duì)片段復(fù)制形成的基因?qū)ΓN間與玉米進(jìn)化關(guān)系更近；HvnBBX啟動(dòng)子區(qū)域包含與逆境脅迫、激素、生長(zhǎng)發(fā)育等相關(guān)順式作用元件。轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果顯示UV-B照射后青稞葉片中有5個(gè)BBX基因（HvnBBX2/4/5/6/17）的表達(dá)量顯著下調(diào)，qRT-PCR驗(yàn)證結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序一致。上述結(jié)果為深入研究HvnBBX基因的抗紫外功能提供參考。

關(guān)鍵詞：青稞；BBX基因家族；UV-B照射；基因表達(dá)

中圖分類號(hào)：Q344+.13""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A """"文章編號(hào)：1007-0435（2024）06-1760-10

Genome-Wide Identification of BBX Family Genes and It’s

Response to UV-B in Hulless Barley

CHEN Sheng-rong1， SHI Guo-min2， WANG Le1， HE Tao1*

（1.State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture， Qinghai University， Xining， Qinghai Province 810016， China;

2.College of Agriculture and Animal Husbandry， Qinghai University， Xining， Qinghai Province 810016 China）

Abstract：B-boxes （BBX） are a class of transcription factors in plants that play a crucial role in controlling plant growth，and responding to environmental stresses. In this study，18 members of the Hulless barley BBX gene family were identified from the whole barley genome. The physical and chemical properties，gene structure，evolution，and expression after UV-B irradiation of the 18 HvnBBX genes were analyzed. The results showed that the coding sequence （CDS） length of the BBX gene ranges from 636 to 2 223 bp，with a molecular mass of 22.07 to 54.29 kDa. The 18 HvnBBX genes were classified into 4 subcategories through phylogenetic analysis. Homology analysis revealed 4 gene pairs formed by segment duplication within the barley species，and interspecies analysis showed a closer relationship to maize in evolution. The HvnBBX promoter region contains cis-acting elements related to stress，hormones，and growth. RNA-Seq analysis revealed a significant decrease in the expression levels of 5 BBX genes （HvnBBX2/4/5/6/17） in barley leaves after UV-B irradiation. This variation in expression level was further confirmed by qRT-PCR. These findings provide a reference for further study of the anti-UV function of the BBX gene.

Key words：Hulless barley;BBX gene family;UV-B radiation;Gene expression

青稞（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook.f.）是一種大麥品種，在基因上與大麥（Hordeum_vulgare）高度相似［1-2］，主要生長(zhǎng)在海拔3 000 m以上具有強(qiáng)紫外線（夏季UV-B輻射高約65 kJ·m-2）照射的高寒地帶［3-5］。青稞是青藏高原重要的糧食作物，廣泛應(yīng)用于釀酒、飼料和食品加工［6］。逆境是影響作物生長(zhǎng)的主要制約因素之一［7］，尤其是在青藏高原，青稞更容易受到UV-B照射脅迫。植物已經(jīng)發(fā)展出多種策略來改善UV-B照射造成的有害影響［8］，如產(chǎn)生抗壞血酸鹽和類黃酮等額外的抗氧化保護(hù)劑［9-10］。然而，目前對(duì)青稞在高原逆境UV-B脅迫下的耐受機(jī)制尚不清楚。

BBX （B-box結(jié)構(gòu)域蛋白）是一組鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子，結(jié)構(gòu)域包含一個(gè)或兩個(gè)長(zhǎng)度為40～47個(gè)氨基酸殘基組成的B-box基序［11］。根據(jù)序列和7～Zn結(jié)合殘基的間距，B-box基序可分為B-box1和B-box2兩種類型。植物B-box結(jié)構(gòu)域可以單獨(dú)存在，也可以與CCT結(jié)構(gòu)域一起存在。根據(jù)包含BBX結(jié)構(gòu)域的數(shù)量及是否含有CCT結(jié)構(gòu)域，將BBX基因家族分為5個(gè)亞族［12-13］。部分B-box結(jié)構(gòu)域不僅直接介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄調(diào)控，還與其他轉(zhuǎn)錄因子相互作用，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)活性，包括結(jié)合能力、轉(zhuǎn)錄活性、E3泛素連接酶活性等，形成精細(xì)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，精確調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育過程的許多方面。如BBX在植物的光形態(tài)建成、光周期控制開花［14］、避蔭、非生物脅迫、植物激素介導(dǎo)的生長(zhǎng)發(fā)育、晝夜節(jié)律、衰老和花青素生物合成中發(fā)揮關(guān)鍵作用［15］。

目前，人們已在擬南芥（Arabidopsis thaliana （Linn.） Heynh.）［10］、蘋果（Malus pumila Mill.）［16］、玉米（Zea mays L.）［17］、小麥（Triticum aestivum L.）［18］、葡萄（Vitis vinifera Linn.）［19］、馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）［20］、甘薯（Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill）［21］、矮牽牛（Petunia hybrida （J. D. Hooker） Vilmorin）［22］、大豆（Glycine max （L.） Merr.）［23］等多種植物中對(duì) BBX基因家族進(jìn)行了系統(tǒng)性鑒定與分析。BBX基因家族在不同物種中的數(shù)量存在顯著差異，且發(fā)揮多種生物學(xué)功能，如響應(yīng)UV-B照射［24］、低溫［16］、高溫［25］、干旱［26］和鹽［27］等逆境脅迫，參與類黃酮生物合成等［28］。青稞是青藏高原重要的農(nóng)作物。目前尚無對(duì)青稞BBX基因家族進(jìn)行鑒定的研究報(bào)道。為此，本研究鑒定了青稞BBX基因家族成員，分析了各成員的蛋白質(zhì)特性，染色體分布、保守基序及進(jìn)化關(guān)系。采用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序方法探究了UV-B照射處理后青稞葉片中18個(gè)HvnBBXs基因的表達(dá)特性，并進(jìn)一步利用QRT-PCR驗(yàn)證了其中5個(gè)有表達(dá)差異的HvnBBXs基因的表達(dá)量。以明確青稞BBX基因的表達(dá)特性及其在UV-B照射下的響應(yīng)模式，為深入研究HvnBBX基因家族的抗紫外功能提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及UV-B照射方法

本試驗(yàn)采用的青稞品種為‘藏青2000’。選擇顆粒飽滿的青稞種子，置于裝有濾紙的培養(yǎng)皿中發(fā)芽48 h，然后移栽到基質(zhì)土中。放到培養(yǎng)箱培養(yǎng)，設(shè)置條件白天溫度為25 ℃，濕度為60%，光照時(shí)間為12 h，夜間溫度為20 ℃，濕度為60%。在基質(zhì)土中培養(yǎng)14天，對(duì)大小長(zhǎng)勢(shì)一致的青稞三葉期幼苗采用40 W主譜線為253.7 nm的UV-B燈管（UV-B313EL，上海）按照師生波［29］的方法模擬UV-B照射處理，取UV-B照射了4 h的青稞葉片用于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和qRT-PCR測(cè)試，未照射的葉片為對(duì)照組。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 HvnBBX基因家族成員鑒定與理化性質(zhì)分析 從擬南芥基因組數(shù)據(jù)庫(kù)TAIR（https：//www.arabidopsis.org/）獲取擬南芥基因組數(shù)據(jù)及AtBBX基因家族蛋白序列。從ensembl數(shù)據(jù)庫(kù)中下載大麥基因組和gff注釋文件（https：//plants.ensembl.org/Hordeum_vulgare/Info/Index？db=core）。利用TBtools-II （v2.031）軟件［30］通過兩種方法鑒定青稞BBX基因家族成員。Blast功能鑒定：以擬南芥的BBX蛋白序列為基礎(chǔ)，對(duì)青稞全基因組蛋白序列進(jìn)行搜索，刪除E-value大于0.000 05的基因，得到候選HvnBBX基因。HMM Search功能鑒定：在Pfam（https：//www.ebi.ac.uk/interpro/search/text/Pf006 43/page=1#table）數(shù)據(jù)庫(kù)獲取BBX基因家族HMM模型（Pfam00643）文件，根據(jù)結(jié)構(gòu)域進(jìn)行篩選，得到候選的HvnBBX基因。最后利用TBtools提取兩種方法鑒定出的HvnBBX基因的交集，提取HvnBBX序列，篩選刪除蛋白序列重復(fù)的基因，最終得到HvnBBX基因成員。將得到的HvnBBX基因成員序列分別提交至ExPASY（http：//web.expasy.org/protparam/）在線分析網(wǎng)站，預(yù)測(cè)其分子量、氨基酸數(shù)目和等電點(diǎn)。利用WoLFPSORT （https：//wolfpsort.hgc.jp/）在線網(wǎng)站進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析。

1.2.2 青稞BBX基因結(jié)構(gòu)和保守結(jié)構(gòu)域分析 基于Domain分析HvnBBX基因成員結(jié)構(gòu)的保守性。利用Batch CD-Search進(jìn)行預(yù)測(cè)，在NCBI網(wǎng)站（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/bwrpsb/bwrpsb.cgi）下載hitdate文件，使用TBtools軟件中的Visualize NCBI CDD Domain Pattern將蛋白保守序列的結(jié)果做成可視化圖。基于Motif分析成員序列保守特征，將HvnBBX蛋白序列提交到MEME（https：//meme-suite.org/meme/tools/meme）網(wǎng)站鑒定HvnBBX蛋白的保守基序，參數(shù)設(shè)置為基序數(shù)量10個(gè)，其他為默認(rèn)參數(shù)，下載MAST XML文件。使用TBtools軟件將蛋白保守序列的結(jié)果做成可視化圖。利用MEGA軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.3 多物種BBX蛋白系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建 下載玉米BBX基因家族的蛋白的氨基酸序列，以玉米、擬南芥和青稞為研究對(duì)象，利用MEGA11和TBtools軟件對(duì)3種物種的49個(gè)BBX氨基酸序列進(jìn)行比對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.4 青稞BBX基因的染色體位置 利用TBtools的Gen Location Visualize from GTF/GFF功能對(duì)HvnBBX基因進(jìn)行染色體定位。

1.2.5 青稞BBX基因家族的共線性分析 分別下載青稞、擬南芥、玉米、豇豆（Vigna unguiculata）、馬鈴薯基因組及其基因組注釋文件，利用TBtools軟件一步法完成共線性分析。設(shè)置E-value值為1e-10，分析得到共線性文件colinearity和分析后的新注釋文件gff，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行可視化，畫出circos圖。利用TBtools提取染色體長(zhǎng)度和數(shù)量以及colinearity文件中的基因?qū)?。將分析的基因?qū)εc其在染色體上的位置進(jìn)行匹配，生成基因?qū)簿€性可視化文件。

1.2.6 青稞BBX基因啟動(dòng)子序列分析 首先利用TBtools提取青稞所有基因的啟動(dòng)子區(qū)域，獲得青稞所有基因5′端上游2 000 bp的序列作為候選啟動(dòng)子序列。其次輸入目標(biāo)基因ID，提取目標(biāo)基因的啟動(dòng)子序列，提交到Plantcare （http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）網(wǎng)站進(jìn)行順式作用元件預(yù)測(cè)，整理和簡(jiǎn)化PlantCare分析結(jié)果。最后利用TBtools對(duì)順式作用元件進(jìn)行可視化。

1.2.7 UV-B照射下青稞BBX基因表達(dá)分析 收集UV-B照射后的青稞葉片液氮凍存，由廣州基迪奧公司利用Illumina HiseqTM 4000平臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，每個(gè)處理分別設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。測(cè)序結(jié)果經(jīng)過篩選，數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)注釋基因，然后利用FDR值與差異倍數(shù)log2FC篩選差異基因，設(shè)置值為FDRlt;0.05，|log2FC|≥1。根據(jù)鑒定得到的HvnBBX基因序列在轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果中查找每一個(gè)HvnBBX基因成員，得到青稞葉片中BBX基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜（TPM值）。利用TBtools繪制HvnBBX基因的表達(dá)熱圖。根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析結(jié)果，通過qRT-PCR對(duì)5個(gè)BBXs（BBX4，BBX9，BBX13，BBX14，BBX15）成員的表達(dá)特性進(jìn)行驗(yàn)證。使用天根多糖多酚植物總RNA提取試劑盒（中國(guó)，DP441）提取RNA。使用寶生物快速反轉(zhuǎn)錄試劑（中國(guó)，RR092）試劑盒進(jìn)行cDNA合成。使用TB GreenTM Premix Ex TaqTM II定量PCR試劑盒（中國(guó)，RR820X）進(jìn)行qRT-PCR。利用Primer Premier6軟件和在線設(shè)計(jì)網(wǎng)址（www.oligoarchitect.com）設(shè)計(jì)qRT-PCR引物，引物序列如表1所示。以青稞Actin作為內(nèi)參基因。相對(duì)定量計(jì)算使用2-ΔΔct法，設(shè)置3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 青稞BBX基因家族成員鑒定

利用B-box結(jié)構(gòu)域HMM profile （PF00643）文件搜索和以擬南芥BBX蛋白序列進(jìn)行Blast兩種方法在青稞基因組中共鑒定得到18個(gè)HvnBBX基因。根據(jù)它們?cè)谇囡旧w上的分布，依次命名為HvnBBX1～HvnBBX18，如表2所示。HvnBBX基因的編碼序列（CDS）長(zhǎng)度為636～2 223 bp；蛋白的分子質(zhì)量為22.07～54.29 kDa；除了HvnBBX14之外其他成員的等電點(diǎn)都小于7，說明HvnBBX蛋白富含酸性氨基酸，屬酸性蛋白。亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，HvnBBX有3個(gè)（HvnBBX2，HvnBBX5，HvnBBX14）定位在葉綠體中，其他成員都定位在細(xì)胞核中。

2.2 青稞BBX基因家族結(jié)構(gòu)和保守基序分析

青稞BBX蛋白的進(jìn)化樹和保守基序分布如圖1（a），（b）所示。經(jīng)過MEME軟件檢索后共得到10個(gè)保守基序（Motif）。進(jìn)化樹中距離較近的蛋白具有相似的保守基序結(jié)構(gòu)，同一類成員之間所含Motif種類類似，例如，HvnBBX3與HvnBBX12、HvnBBX4與HvnBBX15、HvnBBX14與HvnBBX16等進(jìn)化樹距離較近，含有相同的保守基序。同時(shí)，青稞的18個(gè)BBX蛋白都含有Motif1，13個(gè)HvnBBX蛋白都含有Motif9，占全部蛋白數(shù)量的72%。根據(jù)擬南芥BBX基因的結(jié)構(gòu)［16］和多序列比對(duì)判斷Motif1可能為B-Box結(jié)構(gòu)域，Motif2為CCT結(jié)構(gòu)域。同時(shí)，分析了青稞BBX基因保守結(jié)構(gòu)域如圖1（c），9個(gè)HvnBBX包含2個(gè)B-box結(jié)構(gòu)域，8個(gè)包含1個(gè)B-box結(jié)構(gòu)域和1個(gè)CCT結(jié)構(gòu)域，只有HvnBBX13只包含1個(gè)B-box結(jié)構(gòu)域。如圖1（d）所示，HvnBBX基因所包含的外顯子數(shù)量在2～5之間，其中含有3個(gè)外顯子的基因占大多數(shù)。除HvnBBX1，HvnBBX8基因外，其他基因都至少含有一個(gè)UTR區(qū)，且UTR區(qū)域長(zhǎng)度大小不一。

2.3 青稞BBX基因家族的系統(tǒng)發(fā)育分析

利用構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹，分析青稞、擬南芥和玉米之間BBX蛋白的進(jìn)化關(guān)系。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和之前擬南芥中BBX基因家族的報(bào)道［16］，3個(gè)物種的BBX蛋白家族成員可分為五個(gè)亞家族（分別為A，B，C，D，E），如圖2所示。其中五個(gè)亞組中四個(gè)都包含有來自擬南芥、玉米和青稞BBX蛋白。結(jié)果表明，第一個(gè)亞家族（A）中包含7個(gè) AtBBX、11個(gè) ZmBBX和4個(gè)HvnBBX。第二個(gè)亞家族（B）只有一個(gè)HvnBBX17，有9個(gè)AtBBX和3個(gè)ZmBBX。第三個(gè)亞家族（C）中包含9個(gè)HvnBBX、8個(gè)AtBBX和13個(gè)ZmBBX，包含的青稞BBX蛋白數(shù)量最多。第四個(gè)亞家族（D）中包含有4個(gè)HvnBBX、6個(gè)AtBBX和5個(gè)ZmBBX，而第五個(gè)亞家族（E）中只包含2個(gè)AtBBX和1個(gè)ZmBBX，不包含青稞HvnBBX。

2.4 青稞中BBX基因染色體定位分析

HvnBBX基因在染色體上的分布如圖3所示，HvnBBX基因在染色體上的分布不均，除1H染色體外，其余6條染色體上均有HvnBBX分布，其中3H和4H只分布一個(gè)基因，分布最多的是6H，有7個(gè)成員。

2.5 青稞BBX基因家族的同源分析

對(duì)青稞種間和種內(nèi)BBX基因家族成員進(jìn)行了共線性分析，結(jié)果如圖4所示。18個(gè)HvnBBX基因種內(nèi)共產(chǎn)生4對(duì)片段復(fù)制形成的基因?qū)?，分別是HvnBBX14/HvnBBX17，HvnBBX3/HvnBBX12，HvnBBX2/HvnBBX11和HvnBBX9/HvnBBX18。同時(shí)，分析了擬南芥、馬鈴薯、豇豆和玉米的共線性關(guān)系。結(jié)果顯示HvnBBX基因與擬南芥有1對(duì)直系同源基因?qū)?，與馬鈴薯有1對(duì)，與豇豆有2對(duì)，與玉米有32對(duì)（圖5）。說明青稞與玉米的BBX基因家族具有更近的同源性進(jìn)化關(guān)系。

2.6 青稞BBX基因啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件分析

為了進(jìn)一步了解HvnBBX基因在脅迫反應(yīng)中轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控作用，利用PlantCARE數(shù)據(jù)庫(kù)分析了青稞18個(gè)HvnBBX基因上游2 000 bp序列中的順式作用元件（圖6）。結(jié)果顯示，HvnBBX基因啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件種類豐富，包含脫落酸響應(yīng)元件（Abscisic acid responsiveness，ABRE）、生長(zhǎng)素響應(yīng)元件（Auxin responsive element，TGA-element）、赤霉素響應(yīng)元件（GARE-motif和P-box）、茉莉酸甲酯（MeJA）響應(yīng)元件（TGACG-motif和CGTCA-motif）和水楊酸響應(yīng)元件（TCA元件），防御和應(yīng)激響應(yīng)元件（TC-rich repeats）、創(chuàng)傷響應(yīng)元件、干旱（DRE）和低溫響應(yīng)元件（LTR），參與細(xì)胞周期、玉米醇溶蛋白代謝、晝夜節(jié)律、厭氧誘導(dǎo)、分生組織表達(dá)、種子特異性調(diào)控、胚乳發(fā)育、干旱和低溫等。另外還包含參與類黃酮生物合成響應(yīng)元件。通過上述結(jié)果推測(cè)HvnBBX基因可能在青稞響應(yīng)逆境脅迫、生物合成等方面具有多種生物學(xué)功能。

2.7 青稞BBX基因UV-B照射下的表達(dá)模式

利用鑒定得到的HvnBBX基因序列，在基迪奧公司的在線平臺(tái)OmicShare上Blast檢索HvnBBX基因。得到18個(gè)HvnBBX基因的表達(dá)量TPM值，繪制熱圖，如圖7（a）所示。其中有5個(gè)基因HvnBBX2，HvnBBX4，HvnBBX5，HvnBBX6和HvnBBX17在UV-B照射后表達(dá)量下調(diào)，說明UV-B照射在一定程度上抑制了這5個(gè)HvnBBX基因的表達(dá)，推測(cè)這些成員可能介導(dǎo)青稞葉片對(duì)UV-B照射的響應(yīng)。為了進(jìn)一步鑒定響應(yīng)UV-B照射的HvnBBX基因，利用qRT-PCR驗(yàn)證了青稞中HvnBBX2，HvnBBX4，HvnBBX5，HvnBBX6和HvnBBX17基因的表達(dá)特性。qRT-PCR驗(yàn)證的結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果一致，它們的表達(dá)量顯著下調(diào)（P＜0.05），如圖7（b）所示。因此，HvnBBX2，HvnBBX4，HvnBBX5，HvnBBX6和HvnBBX17可能是響應(yīng)UV-B照射的潛在基因，其具體功能有待進(jìn)一步研究。

3 討論與結(jié)論

青稞作為高海拔地區(qū)重要的糧食作物，探究其抵御UV-B照射的分子機(jī)制具有重要意義。而BBX是植物中一類重要的轉(zhuǎn)錄因子，在植物生長(zhǎng)發(fā)育中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。本研究從青稞基因組中共鑒定到18個(gè)HvnBBX基因。在不同植物中BBX基因家族成員數(shù)目各不相同，如擬南芥有35個(gè)［12］、玉米有34個(gè)［17］、馬鈴薯有30個(gè)［20］、葡萄有25個(gè)［19］、白樺（Betula platyphylla Suk.）有19個(gè)［31］；青稞BBX基因的編碼序列（CDS）長(zhǎng)度為636～2 223 bp；蛋白的分子質(zhì)量為22.07～54.29 kDa；大部分成員等電點(diǎn)小于7，屬于酸性蛋白。HvnBBX蛋白的編碼序列長(zhǎng)度和分子量變化范圍較大，這些分子特性與以上列舉的物種不一致，說明該基因家族成員在物種間存在多樣性［32］?；蚍治霰砻鳎蠦BX蛋白均具有1～2個(gè)B-box結(jié)構(gòu)域，部分成員具有CCT保守結(jié)構(gòu)域。不同組間的HvnBBX基序具有明顯的差異，而在同組成員之間具有相似的保守基序，這表明了BBX基因家族成員之間進(jìn)化的保守性。類似的結(jié)果也普遍存在于其它植物中，如甘薯［21］、草莓（Strawberry）［33］、矮牽牛［34］等。青稞BBX基因中的外顯子數(shù)量為2～4個(gè)，大多數(shù)為3個(gè)，表明BBX基因結(jié)構(gòu)在青稞中高度保守。通過系統(tǒng)發(fā)育分析，青稞BBX蛋白的分類與它們的結(jié)構(gòu)域比對(duì)并不完全一致，BBX基因家族成員屬于一個(gè)結(jié)構(gòu)群，可能在進(jìn)化過程中失去了一個(gè)B-box結(jié)構(gòu)域［32］。

通過RNA-seq分析和qRT-PCR驗(yàn)證，有5個(gè)HvnBBX成員（HvnBBX2，HvnBBX4，HvnBBX5，HvnBBX6和HvnBBX17）在UV-B照射后表達(dá)量顯著下調(diào)，qRT-PCR結(jié)果顯示HvnBBX5對(duì)UV-B照射的響應(yīng)變化最明顯。說明UV-B照射對(duì)這些基因的表達(dá)量產(chǎn)生了負(fù)向調(diào)節(jié)作用，推測(cè)它們可能在UV-B信號(hào)調(diào)控的生理過程中發(fā)揮重要作用。這些基因可能充當(dāng)響應(yīng)UV-B脅迫的調(diào)節(jié)因子，參與調(diào)控相關(guān)的生物學(xué)過程。研究表明擬南芥中AtBBX32與AtBBX21相互作用抑制HY5基因表達(dá)，從而抑制UV-B光應(yīng)答基因表達(dá)，影響花青素合成［35］。同時(shí)，AtBBX24通過與HY5形成非活性的異源二聚體來抑制HY5表達(dá)，響應(yīng)UV-B照射［36］。在番茄中也證實(shí)SlBBX20/21與SlHY5形成轉(zhuǎn)錄因子模塊在UV-B信號(hào)傳導(dǎo)中激活和負(fù)反饋調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)［24］。另外，通過COP1調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)在UV-B條件下，COP1促進(jìn)BBX5和BBX18的表達(dá)，抑制BBX7和BBX8的表達(dá)［37］。因此不同的BBXs在介導(dǎo)UV-B信號(hào)過程中可能存在交叉、冗余或差異，其具體的分子功能還需要后續(xù)生物學(xué)驗(yàn)證。同時(shí)，本研究在青稞葉片轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)中沒有找到顯著上調(diào)的HvnBBX基因，可能與選擇的UV-B照射時(shí)間和強(qiáng)度等有關(guān)，例如玉米中的一些基因只有在一定的UV-B照射劑量閾值以上才會(huì)被誘導(dǎo)，這表明在不同的照射劑量下，不同的信號(hào)通路會(huì)起作用［38-40］，該內(nèi)容需要進(jìn)一步做深入研究。

綜上所述，通過對(duì)青稞基因組中的BBX進(jìn)行系統(tǒng)鑒定和分析，本研究揭示了青稞的BBX在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出高度保守性。在UV-B照射條件下的表達(dá)水平發(fā)生了變化，其中HvnBBX5呈現(xiàn)最顯著的下調(diào)趨勢(shì)。這表明這些基因可能在植物對(duì)UV-B光的響應(yīng)中發(fā)揮著重要作用，類似于其他植物中BBX基因家族成員參與UV-B信號(hào)傳導(dǎo)途徑的調(diào)節(jié)作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)了青稞BBX基因家族與擬南芥和玉米等物種的同源進(jìn)化關(guān)系，為進(jìn)一步探索其在逆境應(yīng)答和生物合成等方面的生物學(xué)功能提供了基礎(chǔ)。通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析和qRT-PCR驗(yàn)證，本研究深入了解了UV-B脅迫下HvnBBX基因的表達(dá)模式，為未來農(nóng)作物育種和逆境應(yīng)對(duì)機(jī)制的研究提供了有益的參考。

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（責(zé)任編輯 劉婷婷）