推荐阅读：摘 要：分析了大白菜基因组中3个与拟南芥CBL4直系同源的基因，并进行了比较分析。结果表明，大白菜3个CBL4基因在序列和结构上非常保守，但在顺式调控元件上有所不同，暗示其在功能上存在分化。 关键词：大白菜;CBL4;遗传进化;序列分析;顺式元件 Comparative
摘 要：分析了大白菜基因组中3个与拟南芥CBL4直系同源的基因，并进行了比较分析。结果表明，大白菜3个CBL4基因在序列和结构上非常保守，但在顺式调控元件上有所不同，暗示其在功能上存在分化。
关键词：大白菜;CBL4;遗传进化;序列分析;顺式元件
Comparative Analysis of CBL4 Genes in Chinese Cabbage
（1.Vegetable Research Institute，Shandong Academy of Agricultural Sciences/National Improvement Center for
Vegetables， Shandong Branch/Key Laboratory of Greenhouse Vegetables Biology of Shandong Province，Jinan 250100， China;
2. Wanfeng Seed Limited Cooperation of Ningyang County in Shandong Province， Ningyang 271400，China）
Abstract Three genes in Chinese cabbage genome was comparatively analyzed with CBL4 orthologous gene of Arabidopsis. The results showed that 3 CBL4 genes of Chinese cabbage were very conserved in sequence and structure， but different in cis-elements，which suggested they were different in functions.
Key words Chinese cabbage; CBL4;Genetic evolution; Sequence analysis;Cis-element
1 研究方法
利用拟南芥的CBL4基因序列在大白菜基因组数据库中（BRAD：http：//brassicadb.org/brad/）搜索比对大白菜的基因组序列，寻找大白菜的CBL1基因序列，对鉴定出的CBL4基因进行结构分析和遗传进化分析，并对启动子序列中的顺式元件进行预测。结构分析利用GSDS（http：//gsds. cbi. pku. edu. cn /） 在线进行，遗传进化分析利用MEGA4.1 进行，采用Bootstrap test-Neighbor Joining 方法，重复运算500 次，顺式元件预测采用PlantCARE 软件进行在线分析。亚细胞定位预测在WoLF PSORT（http：//wolfpsort.org/）中进行。
2 结果与分析
2.1 大白菜CBL4基因的鉴定和特征分析
基因 染色体 位置 外显
子数 基因组
序列（bp） 编码区
序列（bp） 亚细胞
定位预测
Bra026462 A01 9159114-9160610 8 1497 666 细胞质
图1 大白菜CBL4基因的外显子-内含子结构
2.2 大白菜CBL4基因的遗传进化和序列比对
图2 大白菜三个CBL4基因预测编码蛋白的序列比对
图3 大白菜CBL4基因与拟南芥CBL
基因的遗传进化分析
2.3 大白菜CBL4基因的顺式调控元件和功能预测
转录水平的调控是植物基因表达的主要调控步骤，植物基因表达是自身顺式调控元件与转录因子相互作用的结果。因此，植物基因上游顺式调控元件的分析对于揭示基因的功能具有重要意义。由表2可知，大白菜三个CBL4基因均含有多个激素和逆境应答顺式调控元件，而且各不相同，说明它们在功能上存在分化。Bra026462可能响应茉莉酸甲酯和水杨酸信号，受干旱、热胁迫调控表达;Bra029396 可能响应茉莉酸甲酯、赤霉素和水杨酸信号，可能应答干旱和冷胁迫;Bra009743可能响应脱落酸、茉莉酸甲酯和水杨酸信号，应答热胁迫、干旱和冷胁迫。
表2 大白菜CBL4基因的顺式调控元件
基因
ABRE
CGTCA
-motif GARE
-motif
HSE LTR MBs TCA
-element
注：ABRE为脱落酸应答元件;CGTCA-motif为茉莉酸甲酯应答元件;GARE-motif为赤霉素应答元件;HSE为热胁迫应答元件;LTR为冷胁迫应答元件;MBs为干旱诱导表达元件;TCA-element为水杨酸应答元件。
3 结论
本文从大白菜基因组中鉴定出三个与拟南芥CBL4直系同源的基因Bra026462、Bra029396和Bra009743，在结构和序列上十分保守，推测是由于基因扩增的结果，可能在盐胁迫应答过程中具有相似的功能。但是，它们分布在不同的染色体上，而且在其上游序列中含有的顺式调控元件的数目和类型不尽相同，亚细胞定位预测的结果也不一样。因此，笔者认为大白菜三个CBL4基因Bra026462、Bra029396和Bra009743在功能上有所分化，具体情况需要进一步研究。
参 考 文 献：
[2] Kleist T J， Spencley A L， Luan S. Comparative phylogenomics of the CBL-CIPK calcium-decoding network in the moss Physcomitrella， Arabidopsis， and other green lineages[J]. Front. Plant Sci.， 2014，5：187.
[4] Zhang H， Yang B， Liu W Z， et al. Identification and characterization of CBL and CIPK gene families in canola （Brassica napus L.）[J]. BMC Plant Biology，2014， 14：8.
[20]Wang M， Gu D， Liu T， et al. Overexpression of a putative maize calcineurin B-like protein in Arabidopsis confers salt tolerance[J]. Plant Molecular Biology，2007，65（6）：733-746.
