摘要
MYB蛋白是一个转录因子超级家族，是植物中最为丰富的转录因子之一，在植物的生长发育中起着重要作用。然而，虽然植物中一些MYB基因已被克隆，但是绝大部分MYB基因功能并不清楚，MYB基因复杂进化历史目前也仍然不清楚。本研究对来自于异源四倍体棉花和两个相关二倍体祖先种的MYB基因进行全基因组鉴定和分析，包括基因丢失、基因重复和表达分析。本研究对MYB基因家族中最大的两类R2R3-MYB基因和MYB-related(1R-MYB)基因进行了全基因组鉴定、分类和表达分析。 在异源四倍体棉花陆地棉TM-1(AADD)和两个二倍体棉花雷蒙德氏棉（D组）、亚洲棉（A组）中分别鉴别了298、162和153个MYB-related基因，这些基因共享保守直系同源位点、氨基酸序列和基因数目。基于系统发育分析，所有的MYB-related基因可以分成5个亚家族。另外，表达聚类分析展示MYB-related基因在不同器官和纤维发育时期有不同的表达模式。大约73.7％的部分同源基因在一些组织或发育时期显示了偏向表达，表明了亚功能化或者适应性。值得注意的是一些MYB-related基因在纤维发育期间高表达，比如CCA1-like/R-R亚群的一个分枝和TRF-like亚群基因在纤维起始发育期高表达，表明了它们可能参与了纤维的起始分化。在海7124的10天和20天纤维组织中分别鉴别了5个和27个上调表达的GhMYB-related基因。在具有优良纤维的CSIL35431和CSIL31134导入系中，分别鉴别了9个和6个上调表达的GhMYB-related基因。大多数上调表达的基因来源于CCA1/R-R-like，更证实了此类型的基因在纤维发育期的重要作用。同时发现了一些在纤维突变体和正常纤维材料差异表达的MYB-related基因。这些基因为后续棉花纤维品质改良研究提供了重要的基因资源。本研究还发现了古老的重复事件导致了MYB-related基因的扩张。 R2R3-MYB是MYB基因家族最大的一类。我们在异源四倍体棉花和两个二倍体棉花中分别鉴别了393、188和210个R2R3-MYB基因，系统发育分析将所有的基因分为46个亚群。表达聚类分析展示R2R3-MYB基因在不同器官和纤维发育时期有不同的表达模式。大约74.3％的部分同源基因在一些组织或发育时期显示了偏向表达，表明了亚功能化或者适应性。海7124的10天和20天纤维组织中分别鉴别4个和18个上调表达的GhR2R3-MYB基因。在具有优良纤维的CSIL35431和CSIL31134导入系中，分别鉴别了3个和11个上调的GhR2R3-MYB基因。大部分的上调表达基因来源于C16、S22以及S13等亚群，表明这些类型的基因在纤维发育中的重要作用，可以进一步进行转基因功能验证。通过比较GhR2R3-MYB基因在棉花纤维突变体材料中的表达，鉴定了纤维突变体N1、n2、XZ、SL、MD中下调表达的GhR2R3-MYB基因。大多数在纤维突变体纤维发育起始期下调表达基因来源于C16、C12和S22等亚群，表明这些亚群的基因可能在纤维起始发育期有重要作用。此外发现了古老的重复事件导致了R2R3-MYB基因扩张。这些结果将有助于人们了解短期和长期进化中重复基因的动力和角色。
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