甘蓝型油菜MAP70基因家族全基因组鉴定与表达分析.pdf

DOI：10.11913/PSJ.2095-0837.22245黄郢，翟璐，谢伶俐，徐劲松，张学昆，许本波.甘蓝型油菜 MAP70 基因家族全基因组鉴定与表达分析J.植物科学学报，2023，41（5）：647656Huang Y，Zhai L，Xie LL，Xu JS，Zhang XK，Xu BB.Genome-wide identification and expression analysis of the MAP70 gene family inBrassica napus L.J.Plant Science Journal，2023，41（5）：647656甘蓝型油菜MAP70基因家族全基因组鉴定与表达分析黄 郢1，翟 璐1，谢伶俐1，徐劲松2，张学昆2，许本波1*（1.长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北荆州 434025；2.长江大学农学院，湖北荆州 434025）摘要：采用生物信息学方法，从甘蓝型油菜（Brassica napus L.）基因组数据库中筛选鉴定 MAP70s 基因家族成员，对鉴定得到的 BnaMAP70s 基因家族成员的序列特征进行生物信息学分析，同时利用 qRT-PCR 方法分析该基因家族成员在不耐渍和强耐渍甘蓝型油菜品种幼苗中的基因表达水平。结果显示，本研究共鉴定得到 19个 BnaMAP70 基因家族成员，分布在 11 条染色体上，可分为 5 个亚家族。BnaMAP70s 启动子的上游存在厌氧胁迫、响应植物激素等相关元件，表明 BnaMAP70s 可能参与植株生长发育和渍水胁迫调控；转录水平存在品种特异性、植株部位特异性、时间特异性。qRT-PCR 分析结果表明，BnaMAP70-1 和 BnaMAP70-4 在渍水胁迫下出现表达差异，说明这两个基因受渍水胁迫的调控。关键词：甘蓝型油菜；BnaMAP70s 基因家族；耐渍；生物信息学中图分类号：Q943.2文献标识码：A文章编号：2095-0837（2023）05-0647-10Genome-wide identification and expression analysis of the MAP70 genefamily in Brassica napus L.Huang Ying1，Zhai Lu1，Xie Ling-Li1，Xu Jin-Song2，Zhang Xue-Kun2，Xu Ben-Bo1*（1.Engineering Research Center of Ecology and Agricultural Use of Wetland,Ministry of Education,Yangtze University,Jingzhou,Hubei434025,China；2.College of Agriculture,Yangtze University,Jingzhou,Hubei 434025,China）Abstract：MAP70 family members were screened and identified using bioinformatics based on the genomicdatabase of Brassica napus L.,with bioinformatics analysis performed on the sequence characteristics of theidentified BnaMAP70 gene family members.Expression levels of the BnaMAP70 genes were analyzed usingqRT-PCR in seedling varieties with waterlogging sensitivity and tolerance.In total,19 members of theBnaMAP70 gene family were identified,distributed on 11 chromosomes and divided into five subfamilies.Theupstream elements involved in anaerobic stress and phytohormones of the BnaMAP70 promoter indicatedthat they may be involved in plant growth,development,and regulation of waterlogging stress.The transcrip-tion levels of genes were species-specific,plant site-specific,and time-specific.The qRT-PCR results showedthat BnaMAP70-1 and BnaMAP70-4 were differentially expressed under waterlogging stress,indicating thatthese two genes may be regulated by waterlogging stress.Key words：Brassica napus；BnaMAP70 gene family；Waterlogging tolerance；Bioinformatics 收稿日期：2022-10-17，修回日期：2022-10-31。基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFD0101703）；湖北省农业厅项目（鄂农油 2021 9 号）。This work was supported by grants from the National Key Research and Development Program of China(2017YFD0101703)andHubei Provincial Department of Agriculture Project(E Agricultural Oil 2021 9).作者简介：黄郢（1997），女，硕士研究生，研究方向为油菜遗传改良（E-mail：）。*通讯作者（Author for correspondence.E-mail：）。植物科学学报2023，41（5）：647656Plant Science Journalhttp:/甘蓝型油菜（Brassica napus L.）是我国重要的油料作物之一，并且是食用植物油和饲用蛋白的重要来源。长江中下游作为我国油菜种植主要区域，由于常年湿润多雨的气候和水稻（Oryzasativa L.）-油菜轮作制度，使得油菜在苗期通常会遭受大面积的渍水胁迫，造成严重的经济损失1,2。渍水胁迫可使土壤中的含氧量迅速降低，造成缺氧环境，从而导致植物根系活力降低、根毛减少等3,4。甘蓝型油菜根部无法形成通气组织，渍水严重时可导致根系腐烂植株死亡5,6。缺氧环境还会在植株内产生次生胁迫影响油菜的生长发育，如乙醛和乙醇毒害细胞7、内源激素合成受阻加速叶片的黄化衰老8、细胞结构受损等9，导致油菜生长缓慢，产量下降10,11。全基因组关联分析表明，候选耐渍性相关基因主要编码激素响应蛋白、氧化胁迫和盐胁迫响应蛋白等12。RNA-Seq 分析结果显示，油菜耐渍材料中双 9 号和敏感材料GH01淹水后差异表达的基因主要涉及细胞壁形成、环境胁迫响应及激素调控等13，其中细胞骨架相关差异表达基因包括了微管相关蛋白（Microtubule-associatedproteins,MAPs）MAP70s 基因家族成员 MAP70-1 和 MAP70-414,15。微管作为细胞内物质运输、信号转导的重要通道，微管活动、微管相关蛋白的表达差异使得不同油菜品种表现出不同的耐渍性表型16,17。但目前对甘蓝型油菜 BnaMAP70s 基因家族调控甘蓝型油菜耐渍性机理的研究还未见报道。本研究通过生物信息学方法筛选甘蓝型油菜MAP70s 基因家族成员，分析其与拟南芥（Ara-bidopsis thaliana（L）.Heynh.）、白菜（Bras-sica rapa L.）、甘 蓝 （Brassica oleracea L.）MAP70s 基因的进化关系。利用 qRT-PCR 方法分析 BnaMAP70-1 和 BnaMAP70-4 基因在强耐渍甘蓝型油菜品种阳光 2009和敏感材料中双 6 号中 的 转 录 水 平。研 究 结 果 旨 在 为 深 入 研 究BnaMAP70s 基因家族的生理功能、作用机制和培育甘蓝型油菜强耐渍性新品种提供参考依据。1材料与方法 1.1实验材料渍水敏感性甘蓝型油菜品种中双 6 号和强耐渍性品种阳光 2009均来自中国农业科学院油料作物研究所。1.2BnaMAP70s 基因家族的鉴定及染色体定位分析从 TAIR（https:/www.arabidopsis.org/）18中筛选出 AtMAP70s 基因家族成员。从甘蓝型油菜数据库BnPIR（http:/ 11 号（ZS11）的蛋白序列文件、基因组文件和基因注释文件。以 AtMAP70s 蛋白序列为查询序列，利用 TBtools v1.095 20软件进行比对筛选。通过 Pfam 数据库（https:/pfam.xfam.org/search/）21 获取 MAP70s 蛋白的隐马尔可夫模型（HMM model,PF07058）。以 MAP70s的 HMM 模 型 为 种 子 序 列 进 行 hmm 搜 索22（https:/www.ebi.ac.uk/）。并将两种方法获得的蛋白序列进行比对去重，利用 NCBI 的 BlastP（BLAST:Basic Local Alignment Search Tool（nih.gov）23、Uniport（https:/www.uniprot.org/）、CD-search（https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi）24分别进行蛋白注释信息、二级结构和保守结构域验证，对最终鉴定得到的 BnaMAP70s 蛋白成员进行重命名。分别利用 Expasy（https:/www.expasy.org/）25、WoLFPSORT（https:/wolfpsort.hgc.jp/）26、TBtoolsv1.095 软件进行理化性质分析、亚细胞定位和染色体定位预测。1.3MAP70s 基因家族系统进化树构建和共线性分析从 Ensembl Plants（https:/plants.ensembl.org/）27数据库下载甘蓝（BOL）、白菜（Bra-pa_1.0）的蛋白序列文件和基因组文件，筛选白菜和甘蓝 MAP70s 基因家族成员。采用 MEGA-X 28软件基于 Neighbor-Joining（邻接）法构建系统进化树，iTOL（https:/itol.embl.de/）29美化修饰进化树，TBtools v1.095 软件进行共线性分析及可视化绘图。1.4BnaMAP70s 家族基因结构、基序、保守结构域和顺式作用元件分析分别利用GSDS（http:/gsds.gao-lab.org/）30、MEME（https:/meme-suite.org/meme/doc/meme.html）31、CD-search、PlantCare（https:/bioin-formatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）32进行基因结构、保守基因（motif）、保守结构域648植 物 科 学 学 报第 41 卷和基因启动子上游 2 000 bp 序列的顺式作用元件预测分析。1.5BnaMAP70s 基因表达模式分析从甘蓝型油菜转录组数据库BnTIR（http:/ BnaMAP70s在甘蓝型油菜不同部位、不同时期的转录水平，利用 GraphPad Prism v8.0.2 软件绘制基因表达量的热图。1.6渍水处理与 qRT-PCR 分析植物种子于铺有两层湿润滤纸的培养皿中发芽，将长势一致的幼苗移栽到土壤中，置于恒温光照培养箱中，生长条件为（25 1），光照强度为 1.3 103 Lux，光周期为 16 h 光照/8 h 黑暗。待植株长至两片真叶时进行渍水处理（水面高出土壤表面 3 cm）36 h，整株迅速置于液氮中速冻，于80 保存。提取植株的总 RNA，并反转录合成 cDNA。采用 NCBI（https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/）的BlastP 程序，对于从前人转录组分析数据中筛选得 到的 3 个 MAP70s 相 关 基 因 Bra004053、Bra004279、Bra02618414进行同源序列比对，得到 2 个 BnaMAP70s 基因家族序列，利用 Primer5.0 软件设计引物，以 Actin 为内参基因（附表11），进行荧光定量检测，利用 2CT 法34进行基因表达的相对定量分析。2结果与分析 2.1BnaMAP70s 基因家族的鉴定及基因染色体定位本研究从甘蓝型油菜ZS11基因组中鉴定得到 BnaMAP70s 家族成员共 19 个，并依据其所属的 MAP70s 亚家族及其在染色体上的定位进行重命名（附表 22）。理化性质分析结果表明，19个 BnaMAP70 基因编码的氨基酸数量为 469 630；蛋白质相对分子质量为 52 505.48 70 455.88Da；蛋白质理论等电点为 6.51 9.58；不稳定指数为 47.52 58.59；平 均 亲 水 性 为 0.883 0.724。19 个 BnaMAP70 中有 4 个成员定位在叶绿体，2 个成员定位在细胞质，11 个成员定位在细胞核，2 个成员定位在细胞质膜。蛋白质亚细胞定位预测结果显示，BnaMAP70s 家族成员分布于细胞内的多个部位，与不同微管阵列作用部位具有一致性35-37。染色体定位分析发现（附图 13），A01、A03、C01、C03、C08 均分布 1 个 BnaMAP70 基因；A06、A09、C05、C06 均 分 布2 个BnaMAP70 基 因；A07、C07 均 分 布3 个BnaMAP70 基因，且甘蓝型油菜 MAP70s 基因家族中未发现基因串联重复现象。2.2MAP70s 基因家族系统进化树构建和共线性分析进化树分析结果显示，根据进化关系远近可将 43 个 MAP70 蛋白分为 6 个亚族（图 1）。其中，Clade含有 BnaMAP705s 亚家族所有成员（BnaMAP705.1 705.4）；Clade Clade 分 别 含有BnaMAP703s（BnaMAP703.1、BnaMAP703.2）、BnaMAP704s（BnaMAP704.1 704.4）、BnaMAP701s（BnaMAP701.1 701.4）、BnaMAP702s（BnaMAP702.1 702.5）亚家族所有成员。甘蓝 BoMAP70s、白菜 BraMAP70s 都含有 5 个亚族，且分别与不同的 BnaMAP70s 蛋白成员位于同一分支。拟南芥 AtMAP70s 含有 5 个亚族，其中 Clade亚族仅有拟南芥 AT4G17220一条蛋白序列，与其他 AtMAP70s 序列间差异较大。共线性分析结果表明（图 2），甘蓝型油菜具有 20 个 BnaMAP70 共线性位点，与鉴定得到的 BnaMAP70s 基因家族具有 19 个成员的结论不符，说明甘蓝型油菜在双二倍化过程中A08 染 色 体 上 可 能 出 现 了 基 因 拷 贝 的 丢 失（BnaA08T0224600ZS）。种间共线性分析发现（图 3），19 个 BnaMAP70 基因中有 11 个基因与 拟 南 芥 存 在 共 线 性 关 系；BoMAP70s 与BraMAP70s 基因中都有 9 个基因与拟南芥存在共线性关系，我们认为这些存在共线性关系的MAP70s 基因在进化过程中具有保守性，可能调控同一个性状。2.3BnaMAP70s 家族基因结构和顺式作用元件分析BnaMAP70s 基因家族成员结构分析结果表明1 3）如需查阅附件内容请登录植物科学学报网站（http:/）查看本期文章。第 5 期黄 郢等：甘蓝型油菜 MAP70 基因家族全基因组鉴定与表达分析649（附图 21），同一分支的亚家族成员间存在结构差异，如外显子数量为 8 11 个，UTR 数量为0 4 个。此外，内含子插入长度也不同，BnaMAP702.3内含子插入片段最长，使得其基因长度与其他成员具有明显差异，推测不同 BnaMAP70s 基因间功能的差异可能是由基因序列差异所导致。保守 mo-tif 分析发现（附图 32），所有成员都含有 motif 1、2、9，表明这 3 个 motif 序列对于 BnaMAP70s家 族 具 有 重 要 意 义。此 外 BnaMAP703s、BnaMAP705s 同一亚家族成员间含有的保守基序个数和编号一致（分别为 10 个和 9 个），这一现象与不同成员间基因结构存在差异的现象一致。保守结构域分析结果显示（附图 43），19个家族成员都含有 MAP70 和 MAP70 superfami-ly 结构域，除 BnaMAP701.3 和 BnaMAP705s 只含有 MAP70 Superfamily 结构域外，其他所有家族成员都含有SMC 或SMC_Pork_A、SMC_Pork_B 及其超家族结构域。已知 SMC 结构域的功能是参与分离染色体并维持染色体的结构，推测相关 BnaMAP70s 蛋白调控纺锤体微管阵列将染 色 体 拉 向 细 胞 两 级，促 进 细 胞 分 裂。BnaMAP702.1 和 BnaMAP702.2 含 有 PTZ00121 CladeCladeClade CladeCladeClade图 1MAP70s 蛋白系统进化分析Fig.1Phylogenetic analysis of MAP70s系统发育树上的数字为 Bootstrap 值。Numbers on phylogenetic tree are bootstrap values.1 3）如需查阅附件内容请登录植物科学学报网站（http:/）查看本期文章。650植 物 科 学 学 报第 41 卷结构域，已知该结构域具有黏附作用，可将两种不同蛋白家族的蛋白黏附在一起。BnaMAP701.2、BnaMAP704.1 和 BnaMAP704.2 含 有 PRK03918结构域，该结构域主要功能是参与双链 DNA 的断裂修复，推测相关蛋白可能协助纺锤体微管阵列正 确 分 离 染 色 体 并 参 与 维 持 染 色 体 的 稳 定。BnaMAP703s 和 BnaMAP704.1 704.3 还含有功能未知的 Pneumo_PspA 结构域，该类蛋白存在于细菌中，可能具有重要功能。BnaMAP70s 家族顺式作用元件可以大致分为3 类（图 4），第 1 类是光响应顺式作用元件，包括 ACE、GT1-motif、Box4 等；第 2 类是激素类响应元件，包括生长素、赤霉素、水杨酸、茉莉酸甲酯、脱落酸响应元件；第 3 类是逆境胁迫响应元件，包括 MYB 结合位点、低温和厌氧响应元件。在响应逆境胁迫相关的所有顺式作用元件中，厌氧诱导响应元件为最大的一类顺式作用元件，19 个BnaMAP70s 基 因 家 族 成 员 中 除BnaMAP702.2、BnaMAP702.5、BnaMAP704.2外，其 他 16 个 成 员 都 含 有 该 元 件。表 明BnaMAP70s 参与细胞内多种抗逆境胁迫反应，尤其是渍水胁迫反应，并受大量激素调节。2.4BnaMAP70s 表达模式分析BnaMAP70s 在 不 同 甘 蓝 型 油 菜 品 种 BnaMAP701.2BnaMAP701.1BnaMAP702.1BnaMAP703.1BnaMAP704.1BnaMAP705.2BnaMAP705.1BnaMAP704.4BnaMAP705.4BnaMAP703.2BnaMAP702.5BnaMAP701.4BnaMAP701.3BnaMAP702.4BnaMAP704.3BnaMAP702.3BnaMAP705.3BnaMAP704.2BnaMAP702.220A08A09A10A07A06A05A04A03A02A01C09C08C07C06C05C04C03C02C0110 0203010 020304010 040 30 2010 040 30 2010 030 2010 030 2010 0304050 6020100304050201003040 5060201003040502010030405020100304050 607020100304050 607020100304050 6020100304050201003040506020100201002010 0图 2BnaMAP70s种内共线性分析Fig.2Collinearity analysis of BnaMAP70s第 5 期黄 郢等：甘蓝型油菜 MAP70 基因家族全基因组鉴定与表达分析651（Quinta、Tapidor、Shengli、Zhey-ou、Gangan、ZS11、Westar、NO2127）叶片的 5 个生长时期（T0 T4）中转录水平的热图分析结果显示（图 5：A），大部分基因在 T1（播种后 54 d）时期的转录水平最低，在 T2（播种后 82 d）和 T3 时期（播种后115 d）的 转 录 水 平 显 著 增 加 达 到 最 大。BnaMAP701.3、BnaMAP701.4、BnaMAP703.2、BnaMAP704.1、BnaMAP704.3 在不同品种叶片的不 同 发 育 时 期，都 具 有 较 高 的 转 录 水 平。BnaMAP704.2 和 BnaMAP704.4 在 T0（播种后24 d）时期有少量表达，在其他时期低表达甚至 不 表 达。而 BnaMAP702.1、BnaMAP702.3、BnaMAP702.5、BnaMAP705s 在叶片整个发育时期 的 表 达 量 都 较 低 甚 至 不 表 达。总 的 来 说，BnaMAP70s 在不同油菜品种、不同发育时期的基因表达模式不同，表现出基因表达的特异性、品种特异性和表达时期特异性。BnaMAP70s 基 因 家 族 在 ZS11 不 同 组织 部 位 中 的 表 达 特 征 表 明（图 5：B D），拟南芥Arabidopsis thaliana白菜Brassica rapa甘蓝Brassica oleracea甘蓝型油菜Brassica napus拟南芥Arabidopsis thaliana拟南芥Arabidopsis thalianaChr1A01A02A03A04A05A06A07A08A09C1C2C3C4C5C6C7C8C9C01C02C03C04C05C06C07C08C09A10A01 A02A03 A04 A05A06 A07 A08A09A10Chr2Chr3Chr4Chr5Chr1Chr2Chr3Chr4Chr5Chr1Chr2Chr3Chr4Chr5图 3拟南芥与白菜、甘蓝和甘蓝型油菜之间MAP70s家族成员共线性分析Fig.3Collinearity analysis of MAP70s in Arabidopsis thaliana with Brassica rapa,Brassica oleracea,and Brassica napus BnaMAP701.1BnaMAP701.2BnaMAP701.3BnaMAP701.4BnaMAP702.1BnaMAP702.2BnaMAP702.3BnaMAP702.4BnaMAP702.5BnaMAP703.1BnaMAP703.2BnaMAP704.1BnaMAP704.2BnaMAP704.3BnaMAP704.4BnaMAP705.1BnaMAP705.2BnaMAP705.3BnaMAP705.40200400600800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 00053/bpAbscisic acid responsive elementAnaerobic induction regulatory elementAuxin responsive elementCircadian control regulatory elementGibberellin responsive elementLight responsive elementMeJA-responsive elementMYB binding site involved in drought-inducibilityPart of a light responsive elementZein metabolism regulation elementDefense and stress responsive elementLow-temperature responsive elementMYB binding site involved in light responsivenessMYBHv1 binding siteSalicylic acid responsive elementBinding site of AT-rich DNA binding protein(ATBP-1)Endosperm expression regulation elementMeristem expression regulation elementSeed-specific regulation elementPhytochrome down-regulation expression elementPart of an auxin-responsive element图 4BnaMAP70s基因启动子区域顺式作用元件预测Fig.4Prediction of cis-acting elements of BnaMAP70s652植 物 科 学 学 报第 41 卷BnaMAP701s 和 BnaMAP703s 两个亚家族成员在根、子叶、叶片、花蕾、早期角果中均表现出高的转录水平。BnaMAP702.2、BnaMAP702.4 在根、子叶、叶、花蕾、早期角果、种子中具有高的转录水平；BnaMAP702.1 和 BnaMAP702.3 在所有油菜部位中转录水平都较低；BnaMAP702.5 在角果、茎皮中具有较高转录水平。BnaMAP704s 亚家族中，BnaMAP704.1 和 BnaMAP704.3 在子叶、花 蕾、角 果、种 子 中 具 有 较 高 表 达 量；BnaMAP704.2 和 BnaMAP704.4 仅在种子（28 T2T1T0A3.8103.0482.2861.5240.7620876543218765432187654321701.1701.2701.3701.4702.1702.2702.3702.4702.5703.1703.2704.1704.2704.3704.4705.1705.2705.3705.4 T4T3B4.2603.4082.5561.7040.85208765432187654321701.1701.2701.3701.4702.1702.2702.3702.4702.5703.1703.2704.1704.2704.3704.4705.1705.2705.3705.4 D3.9403.1522.3641.5760.78802322212019181716151413121110987654321701.1701.2701.3701.4702.1702.2702.3702.4702.5703.1703.2704.1704.2704.3704.4705.1705.2705.3705.4 E6.4005.1203.8402.5601.280060585654525048464442403836343230282624222018161412108642701.1701.2701.3701.4702.1702.2702.3702.4702.5703.1703.2704.1704.2704.3704.4705.1705.2705.3705.4 F4.7203.7762.8321.8880.94406462605856545250484644424038363432302826242220181614701.1701.2701.3701.4702.1702.2702.3702.4702.5703.1703.2704.1704.2704.3704.4705.1705.2705.3705.4 C8.2206.5764.9323.2881.6440701.1701.2701.3701.4702.1702.2702.3702.4702.5703.1703.2704.1704.2704.3704.4705.1705.2705.3705.4 RootPollenPetalSepalVegetative_rosetteUpper_stem_peelMiddle_sten_peelLower_sten_peelFilamentCotyledonBud_4 mmBud_2 mm图 5BnaMAP70s转录水平分析Fig.5Transcriptional levels of BnaMAP70s701.1705.4 分别对应基因 BnaMAP701.1BnaMAP705.4。A、B：不同甘蓝型油菜(1：Quinta；2：Tapidor；3：Shengli；4：Zheyou；5：Gangan；6：ZS11；7：Westar；8：NO2127)叶片中 BnaMAP70s 基因转录水平(T0T5 分别为播种后第 24、54、82、115、147 天)；C：BnaMAP70s 在 ZS11 不同部位的基因转录水平；D：BnaMAP70s 在 ZS11 不同时期叶片中的基因转录水平(123 为第 123 片叶)；E：BnaMAP70s 在 ZS11 不同时期角果中的基因转录水平(260 为开花后第 260 天)；F：BnaMAP70s 在 ZS11 不同时期种子中的基因转录水平(1464 为开花后第 1464 天)。701.1-705.4 in the heat map correspond to the genes BnaMAP701.1-BnaMAP705.4 respectively.A,B:Transcription levels of BnaMAP70sgene in leaves(T0T5:24,54,82,115,147 day after sowing)of different B.napus(1:Quinta;2:Tapidor;3:Shengli;4:Zheyou;5:Gangan;6:ZS11;7:Westar;8:NO2127);C:Gene transcription levels of BnaMAP70s in different parts of ZS11;D:Genetranscription levels of BnaMAP70s in leaves at different periods of ZS11(123:leaf 1-23);E:Gene transcription levels of BnaMAP70s insilique at different periods of ZS11(260:2-60 day after flowering);F:Gene transcription levels of BnaMAP70s in seed at different pe-riods of ZS11(1464:14-64 day after flowering).第 5 期黄 郢等：甘蓝型油菜 MAP70 基因家族全基因组鉴定与表达分析65344 DAF）中具有较高基因表达量。BnaMAP705s亚家族成员仅在角果（26 44 DAF）和茎皮中具有高表达量，推测 BnaMAP705s 亚家族成员可能在茎的生长及角果发育成熟方面具有重要作用。2.5基因表达分析基因表达分析发现（图 6），耐渍性较弱的品种中双 6 号经渍水处理后，BnaMAP70-1 与BnaMAP70-4 的基因相对转录水平都低于对照组，表明中双 6 号经渍水胁迫下调了基因的转录水平。在强耐渍性油菜品种阳光 2009中，渍水胁迫 上 调 了 两 个 基 因 的 相 对 表 达 量。此 外BnaMAP70-1 的转录水平均高于 BnaMAP70-4，这 一 现 象 同 基 因 表 达 量 热 图 中 油 菜 根部BnaMAP704s 的基因转录水平低于 BnaMAP701s的结果一致。3.02.52.01.5相对表达水平Relative expression level1.00.50BnaMAP70-1BnaMAP70-4bbbbaaabab中双 6 号中双 6 号 CK阳光 2009 CK阳光 2009图 6渍害条件下BnaMAP70-1和BnaMAP70-4相对表达水平分析Fig.6Relative expression levels of BnaMAP70-1 andBnaMAP70-4 under waterlogging stress不同小写字母表示组别间在 P0.05 水平上差异显著。Different lowercase letters indicate significant difference atP0.05 level between groups.3讨论微管相关蛋白通过调控微管阵列和稳定微管结构参与细胞内重要的生理活动38，多种微管相关蛋白的基因结构和功能都已得到鉴定39，但甘蓝型油菜 BnaMAP70s 的相关研究却未见报道。本研究在甘蓝型油菜ZS11全基因组中共鉴定到 19 个BnaMAP70 家族成员。系统进化分析结果显示，MAP701s MAP704s 的 进 化 关 系 更 近，而 与MAP705s 的进化关系较远，这一现象与前人40研究结果一致。通过比较拟南芥 MAP70s 基因家族基因在其他 3 个物种基因组中的拷贝数可知，MAP70s 基 因 在 甘 蓝 型 油 菜 （19 条）、白 菜（10 条）、甘蓝基因组（9 条）中的拷贝数都有所增加，表明所有 MAP70s 基因在芸薹属（Bras-sica）多倍化过程中都发生了基因增加的现象。甘蓝型油菜由白菜和甘蓝经种间杂交后双二倍化形成，理论上甘蓝型油菜中 BnaMAP70s 基因个数为甘蓝和白菜中 MAP70s 基因数之和，然而甘蓝型油菜种内共线性分析发现，BnaMAP70s 在基因进 化 过 程 中 发 生 了 基 因 拷 贝 的 丢 失（BnaA08T0224600ZS）；进一步的种间共线性分析结果表明，甘蓝型油菜 19 个 BnaMAP70 基因中仅存在 11 个共线性位点，其中 5 个亚家族中只有 BnaMAP705s 亚家族所有成员存在共线性位点，结合系统进化树、基因结构、保守基序和保守结构域的分析结果，我们认为 BnaMAP705s 亚家族各成员可能具有相同的蛋白功能。总的来说，BnaMAP705s 亚家族进化过程高度保守，在甘蓝型油菜的进化过程中具有重要作用；其他亚家族为了适应甘蓝型油菜细胞内多种生命活动及生长发育的需要，推测亚家族不同成员间可能出现了蛋白功能的差异41。甘蓝型油菜 BnaMAP70s 顺式作用元件分析结果表明，大部分 BnaMAP70s 成员启动子上游存在厌氧及渍水胁迫响应元件。不定根的形成是植株适应渍水胁迫的重要方式之一42，Bao 等43的研究也发现 AtMAP7