在毛竹林MADS-box家族基因的全基因组鉴定（GydF4y2Ba植被类型GydF4y2Ba）及的功能分析GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在开花GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

MADS-box基因编码一个在植物生长发育中起重要作用的转录因子家族。竹子是世界上重要的非用材林产品，但以往对毛竹(GydF4y2Ba植被类型GydF4y2BaMADS-box基因家族不够精确，也不够详细。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

本文对毛竹MADS-box基因进行了全基因组鉴定和鉴定。竹子基因组数据库中异常缺乏i型MADS-box基因(GydF4y2Bahttp://202.127.18.221/bamboo/index.phpGydF4y2Ba)，以及一些GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba序列是碎片和/或不准确的。我们进行了几种生物信息学技术，以获得使用转录组件的更精确的序列。总共42个疯狂箱基因，包括六种新型 - I疯箱基因，竹子及其结构，系统发育关系，预测保守的主题和启动子GydF4y2Ba独联体GydF4y2Ba- 系统被系统地调查。花粉用叶片竹榴箱基因的表达分析显示，几个关键成员参与了竹花粉发育，如他们的正交基因GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba．MADS-box基因的异位过表达，GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba,在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba引发了开花时间的提前和异常花表型的发展，表明GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba作为花的激活剂，参与竹子开花。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

我们获得了最全面的毛竹MADS-box基因信息。此外,一个关键GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因（GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba)负责由营养生长向生殖生长的过渡，并与竹子花的发育有关。GydF4y2Ba

MADS-box基因编码一个在动物、植物和真菌中具有重要作用的转录因子家族[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba］．被发现的第一个植物MADS-box基因调控花分生组织的身份。此后，几个MADS-box基因已经被报道控制在植物和植物器官发育过程，如水果，根，茎和叶[营养生殖相变GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba］．该大型基因家族含有两组，I型（SRF样）和II型（MEF2样），基于其保守的域[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba］．在植物中，i型基因编码Mα、Mβ和Mγ亚家族的植物特异性转录因子，而最著名的MADS基因来自ii型组，如MIKCGydF4y2Ba^CGydF4y2Ba-type及MIKC*-type [GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba］．术语MIKC源自由II型基因编码的蛋白质的四个主要结构域：MADS（M）结构域，然后是介入（I）结构域，第二个最保守的角蛋白（K）结构域和C末端结构域[GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

开花是一个复杂的过程，需要众多基因之间的合作和相互作用。功能缺失的植物突变已经被用来鉴定许多在开花过程中起关键作用的MADS-box基因，包括开花时间(SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1 (SOC)、开花位点C (FLC)和短营养阶段(SVP)) [GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba10GydF4y2Ba那GydF4y2Ba11GydF4y2Ba]，形成花分生组织和器官的（GydF4y2BaAPETALA1GydF4y2Ba（ap），GydF4y2BaFRUITFULLGydF4y2Ba（FUR），GydF4y2Ba激动人心GydF4y2Ba(π),GydF4y2BaAPETALA3GydF4y2Ba(美联社GydF4y2Ba_3.GydF4y2Ba），GydF4y2Ba防碎的GydF4y2Ba(SHP) 1/2,GydF4y2BaSEPALLATAGydF4y2Ba(9月)获得1/2/3点和GydF4y2Ba钦amGydF4y2Ba(AG)) (GydF4y2Ba12GydF4y2Ba那GydF4y2Ba13GydF4y2Ba那GydF4y2Ba14GydF4y2Ba那GydF4y2Ba15GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16GydF4y2Ba，果实成熟(SHP1和SHP2) [GydF4y2Ba17GydF4y2Ba]、种子色素沉着和胚胎发育(TRANSPARENT TESTA16) [GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba那GydF4y2Ba18GydF4y2Ba］．ABCDE模型解释了Dicot Flowers的Ontogeny [GydF4y2Ba16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba］．一般来说，a类基因参与萼片发育，而c类基因参与心皮发育。花瓣的发育同时需要A类和c类基因，而雄蕊的发育同时需要B类和c类基因。d系基因对胚珠发育是必要的[GydF4y2Ba15GydF4y2Ba那GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21GydF4y2Ba］．E级冗余基因指定所有花器官的身份和花分生组织确定[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba］．几乎所有来自这个模型的基因，除了GydF4y2Ba拟南芥美联社GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba这表明MADS-box基因在开花过程中起关键作用。与ii型MADS-box基因相比，i型MADS-box基因在植物中的研究较少[GydF4y2Ba22GydF4y2Ba］．然而，i型MADS-box基因的功能研究揭示了它们在植物生殖和发育过程中的重要作用，特别是在决定植物雌配子体、胚和胚乳发育方面GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba[GydF4y2Ba22GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

竹子是一种重要的非木材林产品全球。该工厂是对人类的食物供应和几个行业，以及对环境和动物栖息地的保护是有利的。毛竹（GydF4y2Ba植被类型GydF4y2Ba)，原产于中国，是一种大型木本竹子，有复杂的根茎系统，中空和高度木质化的秆，和两性小穗[GydF4y2Ba23GydF4y2Ba］．毛竹的茎(建筑材料)和嫩枝(食用蔬菜)经过多年的长营养阶段，可以连续收获。然而，毛竹只开花一次，种子生产后死亡(单果)[GydF4y2Ba24GydF4y2Ba］．Woody Bamboos通常在社区中表现出同步开花，在同一年内所有秆花和死亡的社区[GydF4y2Ba25GydF4y2Ba］．从营养生长到生殖生长的转变是很难预测的。这些独特的特征导致了科学家和爱好者们长达几个世纪的研究。对竹子开花的机理提出了几种假设，并进行了生理生化研究[GydF4y2Ba23GydF4y2Ba］．外部控制（如Photoperiod和Drougrougry Cycles）可以发起开花[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba那GydF4y2Ba27GydF4y2Ba]，内源因素可能控制开花诱导，包括生物钟，这已得到亲本种群和移植苗同步开花观察的支持[GydF4y2Ba28GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29GydF4y2Ba］．然而，分子调控开花的机制尚不清楚。GydF4y2Ba

在逊扣子中，一些疯狂箱基因的表达可能会影响开花时间和花卉结构的发展，这使得疯狂箱基因是良好的候选人来了解竹子中的独特开花模式。林识别出两个AP / Squa样疯箱基因GydF4y2BaPhyllostachys Praecox.GydF4y2Ba那GydF4y2BaPpMADS1GydF4y2Ba（满3个亚家族）和GydF4y2BaPpMADS2GydF4y2Ba(FUL1亚科)GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba］．这两个基因在竹花转变起到至关重要的作用。新一代测序允许功能基因和开花途径在基因组水平的调查。在丛生竹GydF4y2BaBambusa鸡蛋果GydF4y2Ba，已经使用了两个测序平台和16个疯狂箱基因（GydF4y2BaBeMADSGydF4y2Ba）确定[GydF4y2Ba31GydF4y2Ba］．大多数GydF4y2BaBeMADSGydF4y2Ba基因在花器官中高度表达，与花器官中的同源基因具有相似的表达模式GydF4y2Ba奥雅萨苜蓿GydF4y2Ba．转录组分析GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba在穗组织中鉴定了38个推测的MADS-box转录因子[GydF4y2Ba32GydF4y2Ba］．虽然竹子基因组序列的第一版已经有了，但由于以往使用的测序和组装技术的限制，对几个基因的注释仍然是尝试性的。本文报道了MADS-box基因家族的一项新的系统研究，不仅涉及数据库序列鉴定，而且涉及序列互补和校正。我们鉴定了42个MADS-box基因，并对这些基因在竹花发育过程中的结构、系统发育关系、保守蛋白基序、复制和表达模式进行了研究。过分的表达GydF4y2BaAGL24.GydF4y2Ba同源基因,GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba,在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba导致早花和成花异常。酵母双杂交分析表明，PeMADS5与PeAP1 (PeMADS2)和PeSOC1 (PeMADS34)互作，表明PeAGL24和PeSOC1作为二聚体促进开花。本研究将为进一步分析竹花发育候选基因的功能提供参考。GydF4y2Ba

鉴定及MADS-box基因的分类GydF4y2Ba

我们下载GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba竹子基因组数据库的基因组序列（GydF4y2Bahttp://202.127.18.221/bamboo/index.phpGydF4y2Ba)．从MADS-box蛋白序列GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2Ba水稻，GydF4y2Ba和GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Ba是根据已发表的研究[GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba那GydF4y2Ba18GydF4y2Ba那GydF4y2Ba33GydF4y2Ba］．为了获得毛竹中MADS-box域序列的最大数目，我们建立了三种不同的隐马尔可夫模型(HMM)来搜索GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba基于GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2Ba水稻，GydF4y2Ba和GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Ba,分别。在NCBI和BambooGDS上也进行了基因名查询。对所有候选MADS-box基因进行人工检测，去除不完整和冗余序列。假定的II型竹MADS-box基因的命名是根据它们的支架排名来确定的。GydF4y2Ba

I型MADS-box基因分支存在与缺失的测定GydF4y2Ba

在第一轮识别中，I型MADS-BOX亚家族基因在HMM搜索中逃脱了检测。因此，来自的编码序列（CDS）疯了GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba和GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Ba作为探针序列，blast against竹基因组作为本地数据库。我们获得了最好的三个BLAST结果，以检查它们是否代表我们数据集中已经存在的MADS-box基因。如果没有，则用Fgenesh ++软件预测CDS和蛋白序列[GydF4y2Ba34GydF4y2Ba基于相应的基因组支架。GydF4y2Ba

纠正不完整GydF4y2BaPeMADSsGydF4y2Ba序列GydF4y2Ba

这GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba从NCBI SRA数据库中下载转录组reads (Accession: SRR4450542, SRR4450543, SRR4450544, SRR4450545, SRR4450546, SRR4450547, SRR4450548, SRR4450549, SRR4450550, SRR4450551)。其中纠正的方法之一GydF4y2BaPeMADSsGydF4y2Ba序列采用Trinity软件。剔除低质量序列后，使用Trinity软件采用默认参数重新组装转录组数据[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba］．因为我们只对GydF4y2BaPemads，GydF4y2Ba所有MADS-box家族基因CDS序列均作为参考。然后使用Tablet软件显示对齐结果[GydF4y2Ba36GydF4y2Ba］．为了鉴定基因的不完整5'和3'结束序列，另一种完成序列的方法是使用内部脚本进行E-基因组步行过程。验证这些互补序列，全长CDS序列为16GydF4y2BaPeMADSsGydF4y2Ba扩增(引物在附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba表S1)，并克隆到pMD18-T载体中。测序后，对克隆、组装和原始序列进行多序列比对，以探索我们所使用的方法的准确性。GydF4y2Ba

亚细胞定位分析GydF4y2Ba

编码序列GydF4y2BaPeMADS23GydF4y2Ba和没有止芯密码子的PH01002755G0230被扩增，然后将其亚克隆到P2GWY7载体中，并在控制下与黄色荧光蛋白（YFP）序列融合在框架中GydF4y2BaCamv35s.GydF4y2Ba启动子。融合结构被引入GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba如前所述，用40%聚乙二醇(PEG)从4天悬浮细胞中制备原生质体[GydF4y2Ba37GydF4y2Ba］．用激光扫描共聚焦显微镜观察YFP荧光。瞬时表达试验重复3次。GydF4y2Ba

系统发育分析GydF4y2Ba

p .鸡蛋果GydF4y2BaMADS-box蛋白与GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba那GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba通过MAFFT [GydF4y2Ba38GydF4y2Ba］．裁剪对准以除去低保守区域，最后含有K域的M-和部分。使用Mega7封装构建一个未提交的邻居加入（NJ）树[GydF4y2Ba33GydF4y2Ba那GydF4y2Ba39GydF4y2Ba］．采用自举分析法对1000个重复的树节点进行评价。引导值小于50%的分支将崩溃。GydF4y2Ba

保守的主题分析GydF4y2Ba

使用MEME 2.2版在线工具(Motif Elicitation Multiple Expectation Maximization for Motif Elicitation) (GydF4y2Bahttp://meme-suite.org/GydF4y2Ba) ［GydF4y2Ba40GydF4y2Ba］．参数设置如下:重复次数为任意，最大图案数量为10个，最优图案宽度设置为≥6，≤200。获得的主题使用简单模块化架构研究工具(SMART)和NCBI CD搜索程序进行注释[GydF4y2Ba41GydF4y2Ba那GydF4y2Ba42GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

Cis-element富集分析GydF4y2Ba

PlantCARE数据库(GydF4y2Bahttp://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/GydF4y2Ba)用于预测顺式调控元件GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba启动子(位于翻译起始密码子上游1.5 KB处)和内含子区域[GydF4y2Ba43GydF4y2Ba］．在本研究中，我们选择了与核心启动子元件相关的顺式元件、蛋白质结合位点、激素反应、组织特异性元件、光响应元件、非生物和生物胁迫反应、昼夜节律反应和细胞周期调控元件。GydF4y2Ba

收集植物材料GydF4y2Ba

2016年6 - 7月，在广西桂林采集了开花毛竹的花序样品和非开花植物的叶片样品。根据小花的数量和解剖结构，将竹子花序发育分为四个阶段(F1-4阶段):第一花蕾形成、花序发育初期(3-5个小花)、花序成熟(~ 10个小花)和开花。在与开花植物生长环境相同的条件下，采集不开花毛竹的叶片组织。穗和叶标本立即用液氮冷冻保存在−70℃。用RNAprep pure Plant Kit(中国天根)提取总RNA。使用DNase去除污染的DNA (TaKaRa Bio Inc.，日本)。在琼脂糖凝胶上检查纯化RNA的质量后，用NanoDrop ND-1000分光光度计(NanoDrop Technologies Inc.， USA)对RNA样品进行定量。根据生产商说明书，使用PrimeScript™RT试剂试剂盒(TaKaRa Bio Inc.， Japan)从5 μg总RNA中逆转录，反应体积为100 μL。所得的cDNA用于进一步的实验。GydF4y2Ba

MADS-box基因表达分析GydF4y2Ba

用于MADS-box表达分析的引物由Primer Premier 5设计(附文件)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:表S2)。用SYBR®Premix Ex Taq II (TaKaRa Bio Inc.， Japan)检测靶基因的表达水平。所有qPCR检测均在CFX- 96孔实时系统(BioRad，美国)中进行。反应混合物为10 μL SYBR Green混合物，每条引物长度为200 nM，稀释cDNA 2 μL，最终体积为20 μL。qPCR方案包括95°C的初始热循环步骤3分钟，随后在95°C变性10秒，并在50到60°C的温度梯度退火30秒，共40个循环。所有实验样品均为3个重复。为了对不同样本间的方差进行归一化，使用NTB作为数据归一化的管家基因[GydF4y2Ba44GydF4y2Ba那GydF4y2Ba45GydF4y2Ba］．使用2的Bio-Rad CFx管理器（版本2.3）自动计算原始循环阈值（CT）值GydF4y2Ba^{-GydF4y2Ba△GydF4y2Ba△GydF4y2BactGydF4y2Ba}方法(GydF4y2Ba46GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

建设GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba异位表达转基因GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba行GydF4y2Ba

全开阅读框GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba引物对从cDNA中扩增出GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S1）并克隆到PMD18-T载体中。包含CAMV的PCXSN（FJ905214）矢量GydF4y2Ba35个年代GydF4y2Ba推动者和促销员GydF4y2BanGydF4y2Ba终结者被GydF4y2BaXcmGydF4y2Ba我（新英格兰Biolabs）[GydF4y2Ba47GydF4y2Ba］．PCR产物从pMD18-T中扩增，然后进行a -加成。将酶切的pCXSN质粒与pcr扩增产物用T4 DNA连接酶(NEB)连接。所有重组质粒从每个个体鉴定GydF4y2Ba大肠杆菌GydF4y2Ba克隆通过测序进行验证。这个异位表达式结构被命名GydF4y2Ba35 s:: PeMADS5GydF4y2Ba．健康野生型GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba(Columbia-0)植物在长日照条件下(16 h光照/8 h黑暗)生长。结构被转换成GydF4y2Ba农杆菌肿瘤术GydF4y2Ba菌株GV3101并用于变换GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba通过浸花法[GydF4y2Ba48GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba在含有30mg潮霉素的单半强度Murashige和Skoog培养基中获得转化后获得的种子。Col-0,35s的玫瑰花叶叶子::GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba#2和#10是在植株有1厘米长的花序时获得的。在开花盛期采集col0和转基因植株的花序。采集植物材料进行qRT-PCR。对qPCR表达数据和抽薹天数结果进行统计分析GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba采用学生t测试进行。所有数据均以均值±SD表示。GydF4y2BaP.GydF4y2Ba ≤ 0.05 andP.GydF4y2Ba与Columbia-0 (Col-0)野生型相比，≤0.01被认为具有统计学意义。GydF4y2Ba

酵母2台混合动力分析GydF4y2Ba

使用红娘双杂交系统（Clontech公司）进行酵母双杂交试验的实验程序。完整的编码序列GydF4y2BaPeMADS2，5，16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba34GydF4y2Ba克隆到两个质粒pGBKT7和pGADT7中载体。将所得的重组质粒分别导入酵母菌株Y2HGold和Y187。双杂交相互作用中测定在选择性SD / -Trp / -Leu双差（DDO）。潜在的相互作用被上selectiveSD / -Trp / -Leu / -His / -Ade / X-α-gal的测试（40毫克/毫升）补充有5mM的3-氨基三唑（3-AT）。GydF4y2Ba

识别和补充GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2BaMADS-box基因GydF4y2Ba

三个品种的MADS-box蛋白序列，GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba那GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba,GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Ba，建立一个隐马尔科夫模型，用于搜索毛竹蛋白数据集。共鉴定出36个MADS-box蛋白(见表)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Bas（GydF4y2BaPeMADS18、−27、−30、−36GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba37GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba38GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba42GydF4y2Ba和 - 44GydF4y2Ba）不包含最守恒的MADS域，他们被验证为伪原。此外，五种I型基因，一种类似PI样的CLADE基因（GydF4y2BaPeAP3GydF4y2Ba)和一个agl6样分支基因(GydF4y2BaPeAGL6GydF4y2Ba通过运行基于Bloog Gen基因组数据库的基于BLACK算法的搜索来获得GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba和GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba同源基因。总共42GydF4y2Ba麦斯GydF4y2Ba基因已经被确认GydF4y2Ba可食的。GydF4y2Ba然而，由于有限的准确性GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba脚手架,一些GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS可能缺乏全长基因序列信息。因此，我们开发了一个生物信息学管道，利用转录组测序数据恢复全基因区域。首先，转录组读取作为参考，然后是不完整的GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba在基于BLAST算法的读取数据库搜索中，使用序列作为查询。选择最优排列的reads来扩展每个基因的开放阅读框。然后将新修改的序列包含在新的搜索周期中，直到无法识别任何扩展的新读。用Fgenesh++软件翻译所有补充的编码DNA序列(CDSs)。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba) ［GydF4y2Ba34GydF4y2Ba］．共17岁GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因进一步修正或完成GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．其中，13GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因缺乏M-或K结构域，而另四个基因在其开放阅读框架区域中具有不正确的序列。纠正后，GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba大大提高了序列的质量和完整性。例如，MADS-box基因中最保守的k结构域之一被添加到MADS-box基因中GydF4y2BaPeMADS23GydF4y2Ba（附加文件GydF4y2Ba2GydF4y2Ba：图S1）。这17个全长GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因也被实验性地克隆出来GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2BacDNA与基因特异性引物，进一步确认序列的准确性(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:表S1)。为了确定修改序列的准确性，我们选择了一个基因，GydF4y2BaPeMADS23GydF4y2Ba，进行功能分析。使用亚细胞定位预测工具，GydF4y2BaPeMADS23GydF4y2Ba(校正序列)中存在原序列PH01002755G0230中未发现的核亚细胞定位信号。在实验验证中，观察到PeMADS23-YFP融合蛋白定位于细胞核GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba细胞质中有PH01002755G0230-YFP融合蛋白(图2)。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．因此，实验结果证实了预测。此外，k结构域对于MADS-box基因进入细胞核似乎是必不可少的。与BambooGDS相比，该方法获得的序列更准确，有助于进一步进行MADS-box基因功能分析。GydF4y2Ba

系统发育和保守基序分析GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS.GydF4y2Ba

构建了MADS-boxⅰ型和ⅱ型基因的系统进化树，确定了MADS-boxⅰ型和ⅱ型基因之间的进化关系GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2BaMADS-box基因与已知MADS-box基因GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba和GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba．毛竹MADS基因表现出的类群与建立的模式植物相似，可进一步分为16个分支(图1)。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS，除了GydF4y2BaAGL17.GydF4y2Ba那GydF4y2BaFLC.GydF4y2Ba例如,GydF4y2BaMβ-GydF4y2Ba和GydF4y2BaMγGydF4y2Ba亚群，形成11个亚群。大多数GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Bas属于mikcGydF4y2Ba^CGydF4y2Ba类型：二GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba每个直系学家都出席了GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2BaGGM13和GydF4y2BaAGL12.GydF4y2Ba演化支;三个人出现了GydF4y2BaAGL2.GydF4y2Ba（GydF4y2Ba九月GydF4y2Ba),GydF4y2BaOsMADS37GydF4y2Ba演化支;四人出席了GydF4y2BaAGGydF4y2Ba和GydF4y2BaSolanum Tuberosum.GydF4y2BaMADS11 (GydF4y2BaSVPGydF4y2Ba)演化支;五人出席了GydF4y2Ba格洛GydF4y2Ba(PI)类，6人出席GydF4y2BaMαGydF4y2Ba那GydF4y2BaTM3GydF4y2Ba,GydF4y2BaSQUAGydF4y2Ba- 麦克干。只有一个mikc * -type基因，GydF4y2BaPemads4.GydF4y2Ba，已被确定在GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba．它具有较长的i型结构域，这似乎是MIKC*型蛋白质最显著的特征[GydF4y2Ba49GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

使用MEME程序PeMADS蛋白的主题分布进行了分析。的MEME鉴定软件在PeMADS 20个保守基序，以及它们的分布（图GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．用SMART蛋白分析软件对检测到的基序进行注释。Motifs 1和5包含典型的MADS-box域。motif 2和4包含第二保守的签名motif, k域。主题3、6和18包含i域。c端是MIKC蛋白中最不保守的区域，也是未知基序最多的区域。GydF4y2Ba

长内含子的长末端重复逆转录转座子(LTR-RT)分析GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS.GydF4y2Ba

CDSs和相应的基因组DNA序列GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS用于鉴定其基因结构GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因，四（GydF4y2BaPemads1.GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba2GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba和 - 7.GydF4y2Ba)具有超长的内含子。事实上，那些GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba6和GydF4y2Ba-GydF4y2Ba7 ~ 60 kb。我们分析了潜在的重复GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因家族使用“重复面具”在线软件[GydF4y2Ba50GydF4y2Ba]（附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:表S3)。上述4个MADS-box基因在内含子区均有大量重复。对这些重复序列进行分析后，鉴定出140个转座因子(TEs)GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S4）。LTR-RTS是最丰富的课程，44 LTR /GydF4y2Ba吉普赛GydF4y2Ba和26 LTR /GydF4y2BaCopiaGydF4y2Ba(26)超家族成员。除了LTR-RTs, DNA转座子，包括DNA/GydF4y2Ba帽子 - 标签1GydF4y2BaDNA /GydF4y2Ba梅林GydF4y2Ba和DNA /GydF4y2Ba预兆GydF4y2Ba，在这些疯狂的箱子基因中被发现。GydF4y2Ba

独联体GydF4y2Ba-Element分析疯子箱家族基因启动子和内含子序列GydF4y2Ba

大多数MADS-box基因都参与了植物的生长过程以及对激素或环境刺激(如光周期和温度)的响应。确定的启动子区域特征GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba旨意帮助我们理解竹MADS-box基因表达模式。为了确定GydF4y2Ba独联体GydF4y2Ba监管元素GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba我们提取了每个基因的启动子和内含子区域GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba基因来自GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba并使用PlantCare服务器进行分析。我们把所有的GydF4y2Ba独联体GydF4y2Ba根据它们对环境刺激的反应，可以将元素分为九大类。的细节GydF4y2Ba独联体GydF4y2Ba-elements可在附加文件中找到GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:表S6。在饼图(图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)，光响应元件所占比例最大，其次是组织特异性元件、植物激素响应元件、非生物胁迫响应元件和核心启动子元件。G-box、Sp1和tct -motif是最常见的光响应元件。我们确定了几种激素反应GydF4y2Ba独联体GydF4y2Ba-元素，如ABRE、CGTCA-motif、TGACG、TCA-elements;非生物胁迫响应元件，如ARE、AAGAA-motif、LTR、HSE、GC-motif和TC-rich repeats。大多数基因含有胚乳表达元件Skn-1和gcn4基序。有些含有分生组织的组织特异性成分CAT和CCGTCC-box。此外，我们发现了一些蛋白结合位点GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba启动子区域。结合位点最多的是MBS、CArG和CCAAT-box。之前的研究表明MADS-box蛋白通过与启动子区域的CArG基序结合来调控靶基因的表达[GydF4y2Ba51GydF4y2Ba］．CARG-MOTIF不具体到推动者区域，但也可能发生在内含子区域。例如，GydF4y2Ba拟南芥AG)GydF4y2Ba基因在第一个内含子中有一个伴奏主题[GydF4y2Ba52GydF4y2Ba那GydF4y2Ba53GydF4y2Ba］．在我们的研究中，CArG基序在整个过程中多次存在GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba启动子和内含子(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba：表S7）。这些核心结合位点的存在表明，PEMADS蛋白质形成偶像或异二聚体以结合碳盒序列并影响花卉过渡。植物AP2样结合元素的存在意味着三种基因GydF4y2BaPEMADS13GydF4y2Ba那GydF4y2Ba24GydF4y2Ba,GydF4y2Ba43GydF4y2Ba能响应内源性的花发育信号。这一预测与GydF4y2BaPEMADS13GydF4y2Ba那GydF4y2Ba24GydF4y2Ba,GydF4y2Ba43GydF4y2Ba在花组织中显示比在叶组织中相对更大的表达水平。GydF4y2Ba

摩尔竹花卉发育过程中疯子箱基因的表达分析GydF4y2Ba

我们调查了竹叶组织中Mads-Box基因的空间表达模式，以及在花卉发育的不同阶段。GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS在几乎所有的检测组织中广泛表达。例如,GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−3GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−6GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−13GydF4y2Ba和 - 17GydF4y2Ba在植物和生殖样本中表达（附加文件GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba:图S2;额外的文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:表S8)。的相对表达水平GydF4y2BaPemads1.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba24GydF4y2Ba那GydF4y2Ba31GydF4y2Ba那GydF4y2Ba34GydF4y2Ba那GydF4y2Ba35GydF4y2Ba,GydF4y2Ba41GydF4y2Ba是竹子管家基因的1.5到10倍GydF4y2Ba“挪威通讯社”星期六报导GydF4y2Ba[GydF4y2Ba44GydF4y2Ba］．然而，五个基因的转录本，GydF4y2BaPemads4.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−8GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−26GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−27GydF4y2Ba那GydF4y2Ba- 40GydF4y2Ba,GydF4y2BaPeMα2GydF4y2Ba，不能在任何样品中检测到。的表达模式GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2BaS显示为图1中的示意图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba．大多数MADS-box基因在小花中的表达量高于在叶片中的表达量。的转录水平GydF4y2BaPemads3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba,GydF4y2Ba10GydF4y2Ba这表明MADS-box基因在花器官的形成和转化过程中起着重要的作用。这GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−7GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−8GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−23GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−34GydF4y2Ba和 - 35GydF4y2Ba基因在花组织中的表达量低于叶组织，表明这些基因参与了植物发育的其他过程。GydF4y2Ba

竹子的花序发育可分为从第一花蕾到开花期的F1-F4四个阶段。GydF4y2BaPEMADS14GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−15GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−19GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−21GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−24GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−28GydF4y2Ba,GydF4y2Ba- 40GydF4y2Ba主要在F1阶段表达。GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−5GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−9GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−10GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−20GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−29GydF4y2Ba显著表达于F2和F3期。然后，表达水平GydF4y2BaPemads1.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−3GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−9GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−25GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−32GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−33GydF4y2Ba在F4期更高。总的来说，竹MADS-box基因亚家族的表达模式比较相似。基于表达式模式(图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba），MADS盒基因，如GydF4y2BaSQUAGydF4y2Ba-GydF4y2Ba就像GydF4y2Ba（GydF4y2BaPEMADS13GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−14GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−28GydF4y2Ba),GydF4y2BaOsMADS37GydF4y2Ba-GydF4y2Ba就像GydF4y2Ba基因(GydF4y2BaPeMADS19GydF4y2Ba和GydF4y2Ba−21GydF4y2Ba)被发现参与花分生组织活动，并在F1期高度表达。ABCDE模型基因GydF4y2BaAGL2.GydF4y2Ba式(GydF4y2BaPeMADS20GydF4y2Ba和GydF4y2Ba−33GydF4y2Ba），GydF4y2Ba格洛GydF4y2Ba式(GydF4y2BaPeMADS9GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−10GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−16GydF4y2Ba),GydF4y2BaAGGydF4y2Ba式(GydF4y2BaPemads1.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−29GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−31GydF4y2Ba)在花器官发育过程中上调。同源染色体的GydF4y2Ba高级副总裁/ StMADS11GydF4y2Ba类亚家族是典型的分生组织基因GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−8GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−24GydF4y2Ba和 - 43GydF4y2Ba分别在F2，叶，F1和F4显示他们最大表达水平。I型基因GydF4y2BaPeMα1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−3GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−4GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−5GydF4y2Ba在竹花序的延迟发展阶段高度表达。GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在F2期表达量较大，且随着花序发育而降低，表明该基因在小穗形成过程中起作用。GydF4y2Ba

过度表达GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在野生型GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba植物导致开花时间早和异常的花的形态GydF4y2Ba

基因GydF4y2Ba高级副总裁/ StMADS11GydF4y2Ba类亚群参与穗的分枝、开花时间的决定和花分生组织的规范GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba和GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba．在这项研究中，我们发现了四个GydF4y2Ba高级副总裁/ StMADS11GydF4y2Ba样的基因，GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba,−GydF4y2Ba24GydF4y2Ba和 -GydF4y2Ba43GydF4y2Ba在竹子。其中，GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在花序起始阶段表达量高。我们选择该基因进行功能研究。获得12个单拷贝独立的转基因株系GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba．在长日照条件下，T3代开花时间确定GydF4y2Ba35 s:: PeMADS5GydF4y2Ba植株开花明显早于野生型植株(图。GydF4y2Ba7一个GydF4y2Ba和GydF4y2BaB.GydF4y2Ba)．四个转型的GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2BaT3行(GydF4y2Ba35 s:: PeMADS5GydF4y2Ba#2， #4， #5和#10)与野生型植物相比，它们的生殖器官表现出不同程度的表型改变(图5)。GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba和额外的文件GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba:图S3)。为了证实转基因的过度表达，GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba通过RT-PCR分析这4个转基因株系的转录水平(图。GydF4y2Ba7 cGydF4y2Ba)．相对的GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba35S的表达水平::GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba#2和#10比其他品系更大，它们也有“强”表型，如图所示。GydF4y2Ba8 e, fGydF4y2Ba．花35 s::GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba#2和#10的萼片形成叶状结构，并没有完全包围内部发育的器官(图。GydF4y2Ba8 fGydF4y2Ba和GydF4y2BajGydF4y2Ba)．此外,35个年代GydF4y2Ba: PeMADS5GydF4y2Ba＃2有五个花瓣而不是四个（图GydF4y2Ba8 gGydF4y2Ba)．此外，转基因品系2和10的果实中萼片仍然附着(图2)。GydF4y2Ba8 hGydF4y2Ba和GydF4y2BaL.GydF4y2Ba)，与野生型相反GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba植物(图。GydF4y2Ba8 dGydF4y2Ba)．除表型分析外，还分析了部分开花相关基因的表达水平，包括与开花时间和花器官发育相关的基因(图2)。GydF4y2Ba8米GydF4y2Ba和GydF4y2BaNGydF4y2Ba)．在莲座叶和花序中，GydF4y2BaAGL24.GydF4y2Ba和GydF4y2BaSOC1GydF4y2Ba35S的转录本显著上调::GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba#2和#10与野生型相比，而GydF4y2BaAP1GydF4y2Ba表达下调。的表达水平GydF4y2Ba英国《金融时报》GydF4y2Ba和GydF4y2BaSEP3GydF4y2Ba在35个年代::GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba分别是野生型花序的0.3和0.5倍，但在叶片中的表达水平略有不同。因此,GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在竹子开花时可作为花激活剂。GydF4y2Ba

PeMADS5与其他花卉有关的MADS-box蛋白的相互作用GydF4y2Ba

在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba， AGL24与茎尖分生组织中的SOC1和FUL相互作用促进开花[GydF4y2Ba54GydF4y2Ba］．在花器官形成过程中，AGL24-AP1二聚体也可以与B类基因相互作用GydF4y2Ba激动人心GydF4y2Ba（GydF4y2BaPI.GydF4y2Ba）和e基因类GydF4y2BaSEPALLATAGydF4y2Ba（GydF4y2Ba九月GydF4y2Ba) ［GydF4y2Ba55GydF4y2Ba那GydF4y2Ba56GydF4y2Ba］．因此，我们利用酵母的蛋白编码区进行了酵母双杂交试验GydF4y2BaPeSOC1GydF4y2Ba（GydF4y2BaPeMADS34GydF4y2Ba），GydF4y2BaPeAP1GydF4y2Ba（GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba），GydF4y2BaPeSEP3GydF4y2Ba（GydF4y2BaPeMADS20GydF4y2Ba),GydF4y2BaPepi.GydF4y2Ba（GydF4y2BaPEMADS16.GydF4y2Ba)以了解PeAGL24的交互模式(GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba）竹子中的蛋白质。编码序列GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−5GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−20GydF4y2Ba和 - 34GydF4y2Ba融合到结合和激活域，并确定其相互作用的能力(图。GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba)．PeMADS5 (AGL24)可以独立与PeMADS34 (SOC1)和PeMADS2 (AP1)相互作用，但不能与PeMADS16 (PI)或PeMADS20 (SEP3)相互作用。GydF4y2Ba

一种获得完整基因序列的实用替代方法GydF4y2Ba

由于目前竹子基因组的组装，一些GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba序列注释错误，缺乏全长cds。例如，在BambooGDS中发现的一些MADS-box基因缺乏典型的M-或k -结构域。在本研究中，我们采用转录组组装和抛光的方法来获得更准确的竹子MADS-box序列。简单地说，我们首先使用截短的GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Ba序列作为查询种子寻求最佳对齐的短读数。这些读取延伸了5'-和3'端区域，直到实现了5'UTR和3'UTR的全长CDS。通过克隆全长基因和验证蛋白质亚细胞本地化，我们证明了这种生物信息学程序可靠地生产全长疯箱基因序列。GydF4y2Ba

Mads-Box类型-i亚家族成员可能会丢失GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba“进化GydF4y2Ba

在本研究中确定了莫斯竹中共有36种MIC型疯箱基因。这个数字类似于它GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba(39)GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba(38)和其他已被充分研究的物种(表GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．找到了属于类型的疯子盒的非候选基因。使用GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba和GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Bai型基因序列查询，仅发现6个Mα基因。在裸子植物中，i型MADS-box基因的代表性不足[GydF4y2Ba57GydF4y2Ba］．种子植物最近的常见祖先只有两种类型的疯箱基因[GydF4y2Ba58GydF4y2Ba］．尽管i型MADS-box基因的数量在一些被子植物中似乎减少了，包括小麦、杨树和大麦，但我们观察到竹子中MADS-box基因的极端减少[GydF4y2Ba46GydF4y2Ba那GydF4y2Ba59GydF4y2Ba那GydF4y2Ba60GydF4y2Ba］．GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Ba与竹子具有相同数量的ii型基因，但i型亚家族成员较少(表GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．因此，竹的共同祖先和GydF4y2BaBrachypodiumGydF4y2Ba可能在最初分离后经历了基因丢失事件GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba4500 - 5000万年前。随后，我们假设竹子在物种形成后经历了第二次基因丢失事件。在物种分化后的竹子中，草科成员中同源簇的扩展和构建数量最多[GydF4y2Ba61GydF4y2Ba］．因此，与其他禾本科植物相比，竹子的基因家族具有更大的分化和极化。另一个缺乏i型基因的假设是基于大量的支架没有被GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba全基因组霰弹枪测序，导致缺乏组装假染色体。由于在组装中存在小片段，i型亚家族成员的缺乏可能是一个统计谜题，因为基因组序列不完美[GydF4y2Ba61GydF4y2Ba］．相反，竹子中可能存在正交型-I基因，但由于系统发育地点数量有限而未被鉴定。总之，竹子可能具有独特的I型亚家族进化模式，但与其他高管分享共同的II型亚家族进化途径。GydF4y2Ba

长内含子的存在和LTR-RT元件的插入GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba疯了GydF4y2Ba

竹MADS-box基因的结构的一个显着特征是长的内含子的存在。这类似于在丰富的重复基因组的研究结果GydF4y2Ba葡萄GydF4y2Ba那GydF4y2BaZea Mays.GydF4y2Ba和挪威云杉[GydF4y2Ba62GydF4y2Ba那GydF4y2Ba63GydF4y2Ba那GydF4y2Ba64GydF4y2Ba］．对含有长内含子的序列的分析表明，它们都含有大量的重复序列，这表明竹子中内含子的扩展是由重复插入促进的。相比之下，MADS-box基因的外显子大小和数量与其他研究充分的物种一致。长内含子不影响表达水平(图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba)．TEs是高等真核生物中最丰富的DNA成分[GydF4y2Ba65GydF4y2Ba]，大约59％的竹子基因组由TES组成[GydF4y2Ba61GydF4y2Ba］．在全基因组序列中GydF4y2BaPemads1.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−6GydF4y2Ba,GydF4y2Ba- 7，GydF4y2Ba140个TEs被发现。大多数重复可以分配到已知的TE重复家族(附加文件GydF4y2Ba1GydF4y2Ba:表S5)。LTR-RTs是te中含量最多的部分GydF4y2Ba吉普赛GydF4y2Ba型LTR超家族成员比GydF4y2BaCopiaGydF4y2Ba型LTR超家族成员。这与ltr反转录因子的全基因组分析一致GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba[GydF4y2Ba66GydF4y2Ba］．这些te易于在MADS-box基因的内含子区域插入和/或维持。因此,GydF4y2BaPEMADS.GydF4y2Bas具有丰富的重复序列，可能是TE插入的热点。大基因组物种，如玉米、大麦和小麦，含有大量的LTR-RT元素，这些元素在过去几百万年被放大[GydF4y2Ba67GydF4y2Ba那GydF4y2Ba68GydF4y2Ba］．因此，我们假设竹子基因家族中LTR-RTS的积累可能是导致在没有多倍化的基因组大小增加的主要因素，如鉴定GydF4y2Ba选用australiensisGydF4y2Ba．GydF4y2Ba

表达式的分析GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba花序发育中的MADS-box基因及其同源性GydF4y2Ba

为了深入了解竹子MADS-box基因的表达模式，我们利用不同的花组织进行了qPCR表达研究。研究表明，小穗分生组织发育的关键调控基因可能是保守的GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba．例如，来自的基因GydF4y2BaAGGydF4y2Ba类亚科是生殖结构形态发生所必需的[GydF4y2Ba69GydF4y2Ba那GydF4y2Ba70GydF4y2Ba那GydF4y2Ba71GydF4y2Ba］．如图所示。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba、竹GydF4y2BaAGGydF4y2Ba例如基因GydF4y2BaPemads1.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−29GydF4y2Ba,GydF4y2Ba−31GydF4y2Ba主要表达在稍后的花卉发展阶段，而他们GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba直接同源GydF4y2Baosmads3.GydF4y2Ba和−GydF4y2Ba58GydF4y2Ba有在生殖组织中相对较大的表达水平[GydF4y2Ba18GydF4y2Ba］．一些GydF4y2BaSQUAGydF4y2Ba类基因被认为是花序或花分生组织中重要的调节因子，并参与器官鉴定[GydF4y2Ba72GydF4y2Ba］．在本研究中，GydF4y2BaPhyllostachys SquaGydF4y2Ba例如基因GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−3GydF4y2Ba那GydF4y2Ba−13GydF4y2Ba和 - 41GydF4y2Ba在所有花序发育的所有阶段显着表达，表达模式与其推定的表达模式GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba直接同源GydF4y2BaOsMADS14GydF4y2Ba,−GydF4y2Ba15GydF4y2Ba和 - 18GydF4y2Ba分别为(GydF4y2Ba18GydF4y2Ba］．然而，由于新功能和亚功能化，同源基因表达模式的修饰可能是必要的。GydF4y2BaOsMADS34GydF4y2Ba的成员GydF4y2Ba九月GydF4y2Ba是水稻花序和小穗结构的关键调控因子。在大米、GydF4y2BaOsMADS34GydF4y2Ba在花的分生组织中检测到表达GydF4y2Baosmads34.GydF4y2Ba突变体发育改变的花序形态[GydF4y2Ba73GydF4y2Ba］．此外,GydF4y2BaPeMADS26GydF4y2Ba， 这GydF4y2BaOsMADS34GydF4y2Ba竹子的同源物，在叶子中高度表达，但不是小花。相似地，GydF4y2BaPEMADS6.GydF4y2Ba和−GydF4y2Ba34GydF4y2Ba从TM3样亚组主要在竹叶中表达，但不在小穗分泌。在GydF4y2Ba选用GydF4y2Ba那GydF4y2BaMADS56.GydF4y2Ba各时期的转录产物积累量均较高，尤其是穗部材料[GydF4y2Ba18GydF4y2Ba］．我们抑制了花序结构的差异可能是草地保守基因的表达模式变化的结果。GydF4y2Ba

Pemads5.GydF4y2Ba可能与GydF4y2BaPeMADS34GydF4y2Ba和GydF4y2BaPemads2.GydF4y2Ba控制开花时间和花器官发育GydF4y2Ba

Pemads5.GydF4y2Ba属于GydF4y2BaSTMADS11 / SVPGydF4y2BaMADS-box基因家族的一个分支，它有两个不同的功能成员GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba：GydF4y2BaSVPGydF4y2Ba和GydF4y2BaAGL24.GydF4y2Ba[GydF4y2Ba74GydF4y2Ba］．在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2BaAGL24.GydF4y2Ba充当多个开花信号的积分器，并与之一起GydF4y2BaSOC1GydF4y2Ba调节花的过渡和花序分生组织的特性[GydF4y2Ba75GydF4y2Ba那GydF4y2Ba76GydF4y2Ba]GydF4y2BaSVPGydF4y2Ba通过负面调节表达式来控制开花时间GydF4y2Ba开花轨迹TGydF4y2Ba（GydF4y2Ba英国《金融时报》GydF4y2Ba)，直接绑定到的CArG主题GydF4y2Ba英国《金融时报》GydF4y2Ba序列(GydF4y2Ba77GydF4y2Ba］．过度的GydF4y2BaAGL24.GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba导致早期开花和花的异常，如叶状萼片，或花分生组织转变为花序分生组织[GydF4y2Ba75GydF4y2Ba那GydF4y2Ba76GydF4y2Ba那GydF4y2Ba78GydF4y2Ba］．相反，过度表达GydF4y2BaSVPGydF4y2Ba结果导致开花延迟和心皮的丧失，以及花转变成茎状结构[GydF4y2Ba78GydF4y2Ba］．的异位过度表达GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba所有转基因株系的开花时间都提前，15个株系中有4个株系发育出异常的花表型。GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba)．的表达水平GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba在突变表型明显的转基因株系中，基因表达量较大，而在突变表型不明显的株系中，基因表达量较小。GydF4y2Ba7 cGydF4y2Ba)．的系统发育分析GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba透露它与之仔细关系GydF4y2BaOsMADS22GydF4y2Ba和GydF4y2BaOsMADS55GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．的结构表达GydF4y2BaOsMADS22GydF4y2Ba和GydF4y2BaOsMADS55GydF4y2Ba导致花的逆转表型，包括叶状萼片，这是类似GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba超表达表型,但GydF4y2BaOsMADS55GydF4y2Ba作为花的抑制因子，通过抑制的表达水平GydF4y2BaHD3A.GydF4y2Ba和GydF4y2BaSOC1GydF4y2Ba[GydF4y2Ba79GydF4y2Ba］．在拟南芥中，每个花器官的身份已经由组成ABCDE模型的花同源性基因的特定组合决定，其中E类GydF4y2BaSEP3GydF4y2Ba和类GydF4y2BaAP1GydF4y2Ba基因起着关键作用[GydF4y2Ba80GydF4y2Ba那GydF4y2Ba81GydF4y2Ba那GydF4y2Ba82GydF4y2Ba］．因此，表达水平相对较低GydF4y2BaSEP3GydF4y2Ba和GydF4y2BaAP1GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba8 m和nGydF4y2Ba）可能影响正常的花卉发育，导致异常的花卉表型GydF4y2Ba35 s:: PeMADS5GydF4y2Ba植物。类C的异位表达（GydF4y2BaAGGydF4y2Ba亚家族）在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba结果花瓣转化为雄蕊，萼片转化为心皮，如在GydF4y2Ba35S：AGGydF4y2Ba线条，这类似于GydF4y2Ba35秒：PEMADS5GydF4y2Ba表型[GydF4y2Ba83GydF4y2Ba］．AP1-SVP和AP1-AGL24二聚体可以结合第二种CArG boxGydF4y2BaAGGydF4y2Ba内含子并影响花动器官的形成[GydF4y2Ba53GydF4y2Ba］．很可能是多种机制起诉GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba通过C、D和E类基因。酵母双杂交实验表明，PeMADS5蛋白与PeMADS2 (PeAP1)和PeMADS34 (PeSOC1)蛋白相互作用。这表明AGL24的相互作用域GydF4y2Ba那GydF4y2BaSOC1和AP1蛋白之间是保守的GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba和竹子。总之，我们发现GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba功能相似吗GydF4y2BaAGL24.GydF4y2Ba结果表明，它可能与peoc1相互作用，作为开花诱导剂的整合子，并与PeAP1结合调控花的发育。GydF4y2Ba

最近发布GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba通过基因组序列分析，对其MADS-box家族进行了鉴定和综合分析。我们鉴定了42个竹子MADS-box全长基因，其中6个为I型基因，36个为II型基因。因此，我们假设i型基因在GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba．通过系统发育和结构分析，对毛竹MADS-box基因和蛋白进行了分类，并对其与其它二二酮类基因和蛋白的进化关系进行了评价。通过对竹子花和叶组织中MADS-box基因表达水平的调查，发现部分MADS-box基因参与了花序发育。大多数GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba疯狂箱基因似乎对它们的外贸基因的表达模式具有类似的表达模式。具有特异性表达模式的疯箱基因可能在竹花卉发育中起特殊功能，并且可以被认为是克隆和进一步的功能分析的候选基因。此外，过度表达GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba的候选基因GydF4y2BaStMADS11GydF4y2Ba思工，在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba导致早花和花器官发育异常。因此，需要进一步的研究来了解如何做到这一点GydF4y2BaPemads5.GydF4y2Ba它是否以及如何调节其他基因来控制花的发育GydF4y2BaPhyllostachys.GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

AG:GydF4y2Ba

钦amGydF4y2Ba

AGL：GydF4y2Ba

静态GydF4y2Ba

记者:GydF4y2Ba

APETALAGydF4y2Ba

cDNA：GydF4y2Ba

互补脱氧核糖核酸GydF4y2Ba

CFO1:GydF4y2Ba

嵌合花香器官GydF4y2Ba

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DEFICIENSGydF4y2Ba

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开花轨迹CGydF4y2Ba

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FRUITFULLGydF4y2Ba

如果留意:GydF4y2Ba

球状GydF4y2Ba

嗯:GydF4y2Ba

隐马尔可夫模型GydF4y2Ba

LTR-RTs:GydF4y2Ba

长末端Repeat-RetrotransposonsGydF4y2Ba

MEF2：GydF4y2Ba

肌细胞增强因子2GydF4y2Ba

NCBI：GydF4y2Ba

国家生物技术信息中心GydF4y2Ba

NJ:GydF4y2Ba

邻接GydF4y2Ba

NTB：GydF4y2Ba

核苷酸Tract-Binding蛋白质GydF4y2Ba

聚合酶链反应:GydF4y2Ba

聚合酶链反应GydF4y2Ba

qPCR:GydF4y2Ba

定量实时聚合酶链反应GydF4y2Ba

9月:GydF4y2Ba

SEPALLATAGydF4y2Ba

SHP：GydF4y2Ba

防碎的GydF4y2Ba

SOC:GydF4y2Ba

CONSTANS过表达抑制因子GydF4y2Ba

SQUA:GydF4y2Ba

Squamosa.GydF4y2Ba

SRF:GydF4y2Ba

血清反应因素GydF4y2Ba

高级副总裁:GydF4y2Ba

营养期短GydF4y2Ba

TES：GydF4y2Ba

转座的元素GydF4y2Ba

TF：GydF4y2Ba

转录因子GydF4y2Ba

我们感谢莱斯利Benyon，博士，从理文便即，理文集团（中国）（GydF4y2Bawww.liwenbianji.cn/acGydF4y2Ba），用于修改文章语言。GydF4y2Ba

资金GydF4y2Ba

本研究由国家自然科学基金项目(No. 31270715, No. 31000295)，中华人民共和国科学技术部项目(No. 2012CB723008)，浙江省竹子育种专项科研基金项目(No. 2012C12908-2)资助。浙江省林业重点学科[KF201304]和林业重点学科研究生创新项目。GydF4y2Ba

数据和材料的可用性GydF4y2Ba

所有相关的补充资料在本手稿中作为补充文件提供。本文提供的毛竹基因组序列和基因注释信息可在毛竹基因组数据库(BambooGDB，GydF4y2Bahttp://202.127.18.221/bamboo/index.phpGydF4y2Ba)．这GydF4y2Bap .鸡蛋果GydF4y2Ba从NCBI SRA数据库下载转录数组（SRR4450542，SRR4450543，SRR4450546，SRR4450545，SRR4450548，SRR4450549，SRR4450550，SRR4450551）SRR4450551）A. Thaliana的疯狂箱基因家族的全长序列GydF4y2Bao .漂白亚麻纤维卷GydF4y2Ba可在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba信息资源（TAIR）（GydF4y2Bahttps://www.arabidopesis.org/index.jsp.jsp.GydF4y2Ba)及水稻基因组注释计划(GydF4y2Bahttp://rice.plantbiology.msu.edu/home_contacts.shtmlGydF4y2Ba),分别GydF4y2Ba8 gydF4y2Ba那GydF4y2Ba18GydF4y2Ba那GydF4y2Ba33GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

从属关系GydF4y2Ba

1. 浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室，浙江临安GydF4y2Ba

   张玉婷，唐定勤，林新春，佟再康GydF4y2Ba

2. 浙江农林大学农业与食品学院，浙江省农产品品质改良重点实验室，浙江临安GydF4y2Ba

   Mingquan叮GydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

ZT, MD和YZ设计了实验。MD和YZ进行了大部分实验。DT和XL为材料收集和数据分析做出了巨大贡献。手稿是YZ写的。MD对手稿进行了修改和编辑。ZT和MD最终批准了稿件。所有作者阅读并批准了这篇论文。GydF4y2Ba

相应的作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2BaMingquan叮GydF4y2Ba或GydF4y2BaZaikang通GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

同意出版GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

利益争夺GydF4y2Ba

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。GydF4y2Ba

出版商的注意GydF4y2Ba

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开放获取GydF4y2Ba本文根据创意公约署署署的条款分发了4.0国际许可证（GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/GydF4y2Ba)，它允许在任何媒体上无限制地使用、分发和复制，前提是你给予原作者和来源适当的荣誉，提供一个到知识共享许可协议的链接，并指出是否作出了更改。创作共用及公共领域专用豁免书(GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/GydF4y2Ba)适用于本条提供的数据，除非另有说明。GydF4y2Ba

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