小麦和玉米细胞色素P450基因超家族的比较功能基因组学分析

背景

细胞色素P450s (CYP450s)是植物代谢中最大的酶家族，参与多种生理过程，但目前尚无研究对小麦和玉米的基因进行综合比较。对小麦和玉米CYP450基因超家族的全基因组调查、鉴定和比较，对禾本科作物的遗传调控具有重要意义。

结果

全长1285号和263号CYP450S分别在小麦和玉米中鉴定。根据标准命名法，小麦CYP450s (TaCYP450S)分为45科，而玉米CYP450s (ZmCYP450S)分为43个家庭。对小麦和玉米CYP450s的功能域、保守基序、系统发育、基因结构、染色体位置和重复事件进行了综合分析。结果表明，两种植物的各科/亚科均表现出明显的特征，提示其系统发育关系和功能上的潜在分化。通过对小麦、玉米和水稻代表性宗族CYP51、CYP74和CYP97氨基酸水平的功能差异分析，发现了导致一个基因家族功能差异的一些关键氨基酸位点。表达谱助教- - - - - -,ZmCYP450利用RNA-seq数据对基因进行了研究，这有助于推断基因在发育和应激反应过程中的潜在功能。我们在两个物种中都发现了CYP450S在特定组织中优先表达，并鉴定出许多组织特异性基因。水分亏缺条件下，82和39表达差异显著CYP450S分别在小麦和玉米中检测到。这些基因可能在保护植物免受干旱损害方面发挥了一些作用。其中,14cyp450经qRT-PCR验证其表达水平。为了进一步阐明CYP450作用的分子机制，构建了基因共表达网络。总共是477个TaCYP450S分布在22个共表达模块中，并鉴定出一些可能参与相同生化通路的共表达基因。例如，的表达式TaCYP74A98_4D高度相关TaLOX9，TaLOX36，TaLOX39，TaLOX44而且TaOPR8它们都可能参与茉莉酸盐(JA)的生物合成。TaCYP73A201_3A与TaPAL1.25，TaCCoAOMT1.2，TaCOMT.1，TaCCR1.6而且TaLAC5，可能作用于小麦茎和/或根木质素合成途径。

结论

我们的研究首次建立了系统的进化关系、表达模式和功能特征的信息CYP450小麦和玉米中的S。

在全球层面，小麦(面包小麦)和玉米(玉米)作为两种最重要的作物，2016年产量分别为7.49亿吨和10.6亿吨(http://faostat.fao.org/)．然而，当前的气候变化和非生物胁迫对农业和作物生产产生不利影响。因此，迫切需要阐明小麦和玉米发育和抗逆性的分子机制，以改善作物管理，提高产量和品质。

细胞色素P450s (CYP450s)存在于从原核生物到真核生物的不同生命形式中，但在植物中，它们的数量激增。到目前为止，CYP450s是植物代谢中最大的酶家族，越来越多的证据支持植物P450s在生命各个领域的重要性。例如，氧化脂肪酸具有重要的生物活性，羟基脂肪酸的生成主要由CYP450s催化，如CYP703、CYP704、CYP92、CYP81、CYP77、CYP78、CYP96、CYP709、CYP726、CYP86和CYP94家族，其中CYP86和CYP94是覆盖花粉表面、地上部分和根部的必需生物分子[1，2，3.］．在多种次生化合物的合成中，CYP450s也发挥着重要作用。CYP73A、CYP98A、CYP84A亚家族参与肉桂酸盐芳香环的羟基化反应，这是苯丙类化合物途径的核心反应，提供了大量的酚类化合物作为结构成分(木质素、橡胶素)、香料(苯丙烯、苯丙烯)、紫外线防护剂(类黄酮)、抗氧化剂(多酚)和抗菌剂(香豆素、木酚素、异类黄酮)[4］．类黄酮3 ' -羟化酶(F3 '，5 ' -羟化酶)和类黄酮3 '，5 ' -羟化酶(F3 '，5 ' hs)竞争性地控制着蓝色和红色花青素前体的合成，CYP75B和CYP75A分别作为F3 ' hs和F3 ' 5 ' hs在花色测定中发挥作用[5］．目前，Thapsigargin成为抗癌药物Mipsagargin的研究热点TenctlyThapsia garganicaCYP76AE2介导epikunzeaol转化为epiidihydrocostunolide化合物，这些化合物是epikunzeaol生物合成的可能中间体[6］．CYP450s的另一个重要作用是调节植物激素稳态。CYP97家族在叶黄素的生物合成中执行关键的酶步骤[7]，脱落酸(ABA)的前体。另一方面，编码ABA 8 ' -羟化酶的CYP707As催化ABA分解代谢途径的第一步。近年来，strigolactones (SLs)已被确定为植物中的分支抑制激素，几种CYP711As已被实验证实为SLs生物合成酶[8，9］．在赤霉素(GAs)的形成过程中，ent-丁香烯氧化酶(KO) (CYP701A)和ent-kaurenoic acid oxidase (KAO) (CYP88A)是必需的，并且已经阐明了CYP735A亚家族参与了一种天然细胞分裂素反式玉米素(trans-zeatin)的产生[10，11，12］．而油菜素内酯(BRs)的生物合成和分解代谢需要CYP450s的参与，包括CYP90A、CYP90B、CYP90C、CYP90D、CYP724B、CYP85A和CYP734A亚家族[13，14］．此外，CYP450s在植物生命周期的各个阶段通过不同的机制促进植物的生长发育。ZmCYP78A1具有通过延长细胞分裂时间来刺激叶片生长的能力[15］．在水稻中，突变在cyp96B4通过影响细胞壁相关基因的表达，如CESA1，CESA3，CESA4，CESA7，CESA8，CESA9，群体BC1而且BC10［16］．拟南芥CYP78A5通过swr1介导的激活作用WRKY28大孢子母细胞命运限制在单个细胞的表达[17］．TaCYP78A3通过影响被皮细胞增殖程度参与影响小麦种子大小[18］．CYP450s在干旱、盐度、真菌感染和害虫侵袭等应激反应中也有作用。例如，下调的表达OsCYP707A7通过RNAi使水稻具有更高的ABA含量和抗氧化酶活性的耐旱性[19］．过度的菠菜CYP85A1可增强转基因烟草对脱水胁迫的抗性，同时增加卡斯特酮含量[20.］．以及功能丧失突变AtCYP709B3通过T-DNA插入导致拟南芥在150或200 mM NaCl条件下延迟发芽的盐耐受表型[21］．在植物抗毒素生产方面，CYP79B2、CYP71A13和CYP71B15分别催化拟南芥色氨酸转化为吲哚-3-乙氧辛、吲哚-3-乙氧辛转化为吲哚-3-乙腈、半胱氨酸-吲哚-3-乙腈转化为camalexin [22，23，24］．在玉米中，的作用CYP71Z18在抗生素玉米氨苄生物合成中催化氧化C15 (年代)-β-大卡木脂经体外实验验证[25］．体外和体内实验均表明，ZmCYP79A61接受l -苯丙氨酸为底物产生苯乙醛肟，模拟食草作用在玉米叶片上引起苯乙醛肟积累增加ZmCYP79A61转录本和苯乙醛肟，这表明该酶有助于玉米食草动物诱导的醛肟形成[26］．

对于CYP450基因的命名和分类，P450命名委员会已经建立了一个通用的系统(David Nelson:dnelson@uthsc.edu)根据蛋白质序列同一性和系统发育。根符号CYP后面是一个阿拉伯数字，代表家族，一个字母代表亚家族，一个数字代表基因。假基因是通过在数字家族名称之后加上字母“P”来指定的。为了区别于其他生物，植物CYP450s被命名为从CYP71A1到CYP99XY，然后从CYP701A1及以上[27］．植物中CYP450s最初分为a型和非a型两个主要分支。参与植物特化代谢的CYP450s大部分分布在a型，非a型P450s被认为与更基本的代谢有关，如固醇和脂质氧合以及激素生物合成。最近，植物CYP450s被重新划分为11个氏族(氏族)，它们代表了人类基因组中最深的分化基因分支CYP命名法)。a型现在被归为CYP71族，而非a型有10个族，分别是CYP51、CYP72、CYP74、CYP85、CYP86、CYP97、CYP710、CYP711、CYP727和CYP746 [28，29］．

尽管已经做出了许多努力来发现CYP450s的功能特征，但关于小麦和玉米CYP450s的信息很少。随着越来越多的基因组序列可用，越来越多的CYP450序列被识别出来。迄今为止，这些基因已经在许多植物物种的全基因组尺度上被鉴定出来，例如拟南芥［30.),栽培稻［31),莲属椰子［32),大豆［33),红豆杉［34]，而没有系统的调查CYP450S已在小麦和玉米上进行了试验。在本研究中，我们首次对小麦和玉米CYP450超家族的基因组进行了综合分析。通过整合这些数据，我们试图揭示的角色CYP450这项工作将有助于进一步研究和应用这些基因在禾本科作物中的应用。

小麦和玉米中CYP450s的分类和鉴定

小麦和玉米基因组分别含有1285,263个全长CYP450基因和2,7个指定假基因(附加文件)1而且2:表S1和表S2)。根据标准命名法，小麦中有45个科，玉米中由于缺乏CYP723和CYP729，仅存在43个科(附加文件)3.:图S1)。CYP71是小麦(404个基因)和玉米(56个基因)中最大的a型家族，而CYP96和CYP72是最大的非a型家族，分别有82个和16个成员。在玉米中，CYP703、CYP715、CYP85、CYP722、CYP724和CYP733家族由单一基因组成，这意味着每个家族都具有独特的高度保守的功能，但在小麦中发现了基因重复。TaCYP450s分子量为10.92 ~ 102.06 kDa，编码序列为100 ~ 897个氨基酸。在玉米中，蛋白质长135 ~ 1122个氨基酸，分子量14.92 ~ 126.44 kDa。在这两个物种中，大多数蛋白质都在400到600个氨基酸之间。在等电点(pI)值上，CYP450s在小麦中为4.55 ~ 11.52，玉米为4.99 ~ 10.59，差异较大，说明CYP450s生化性质的多样性。tacyp450共465个(36.0%)，709个(54.9%)，110个(8.5%)，8个(0.6%);有94个(34.8%)、150个(55.6%)、25个(9.3%)和1个(0.3%)ZmCYP450s具有0、1、2和3个跨膜结构域。关于亚细胞定位，绝大多数CYP450s可能位于内质网。 Of particular interest is that all members of CYP74 and CYP701 families were targeted to chloroplasts. Also, TaCYP727A2_2B, ZmCYP75B87 and ZmCYP88A56P were detected as chloroplast-localized proteins. Only three (ZmCYP81A17, ZmCYP81A2 and ZmCYP81A36) were located in mitochondria, two (ZmCYP71T29-fusion and ZmCYP72A351P) in cytoplasm and one (TaCYP710A8_3A) in nucleus. TaCYP71BU11_3D was only considered secreted, whose unusual localization might reflect a unique biological function.

进一步，我们在小麦和玉米中寻找a型和非a型CYP450s的保守基序。对于a型，相对保守的c端区域通常由基序1、14、23、3、30、12、5、4、2、7、13和27组成。图序1、3、4、2分别对应p450一致性序列Ala/Gly-Gly-X-Asp/Glu-Thr/Ser (AGxD/ET)、Glu-X-X-Arg (ExxR)、Pro-X-Arg-X (PxRx)和phi - x - x - gly - x - arg - x - cys - x - gly (CxG)4而且5:图S2和图S3)。如附加文件中所示6而且7:图S4和图S5，非a型中每个宗族都有特定的基序排列，这可能是不同宗族之间蛋白质功能多样化的主要原因。CYP72族普遍保守特异性基序16 - 27 - 15-4-5-22-8-24 -17-2-9- 12-6-1- 19-13布局，CYP711族普遍保守特异性基序21 - 15- 8-17-9-3- 6-1-13布局，CYP51族普遍保守特异性基序21 - 15- 18- 10-17-2-3-12-6-1-13布局。值得注意的是，motif 14是两种CYP51族的特征。在CYP85家族中，n端基序21-15-4-5排列似乎是CYP707家族特有的。CYP86族在其c端区域产生了独特的基序3-7-6-23-1-13布局。Motif 26仅在CYP94E和CYP94C亚家族中出现。显然，CYP727、CYP710和CYP74家族的成员似乎失去了许多基序。非a型中保守性最高的motif 2,3,6,1分别为AGxD/ET、ExxR、PxRx和CxG。

系统发育和基因结构分析

为了分析植物CYP450s的进化关系，我们建立了一棵无根极大似然(ML)树，其中包括7个物种(C.reinhardtii，P.patens拟南芥、玉米、小麦、水稻和杨树)。在该树中，按照标准化命名法定义了91个科，其中19个是绿藻特异性的，15个是苔藓特异性的，其余57个包含了5种被子植物中存在的CYP450多样性。如附加文件所示8:图S6，同一氏族内的家庭通常紧密聚集在一起。除了少数例外，绿藻特异家族CYP737、CYP738、CYP739和CYP740与CYP85家族中的其他家族明显分离;CYP711家族中绿藻特有的CYP743和CYP744家族与CYP711家族不聚类。一些古老的家族或氏族似乎表现出更紧密的进化关系，如CYP710氏族与CYP51氏族聚集;CYP97家族在CYP711和CYP85氏族中与一些绿藻特异性家族相邻(即CYP743、−744、−737、−738、−739和−740)。关于家族在同一宗族内的聚集，也观察到一些有趣的现象。例如，CYP93、CYP705和CYP712紧密聚集在一起，就像CYP735在系统发育上更接近CYP714和CYP715一样。同样，CYP77、CYP89和CYP723在全局树中表现出密切的进化关系。此外，系统发育树将CYP83和CYP99置于CYP71家族，将CYP723置于CYP89家族。值得注意的是，单子叶CYP99家族与杨树CYP71D亚家族最接近。

我们进一步分析了小麦和玉米CYP450基因的外显子-内含子结构和剪接位点图谱，发现了两者的结构多样性和进化差异。如“附加文件”所示9-10:图S7-8，除。外，CYP74和CYP710宗族的所有成员均无内含子TaCYP74A97_4D．在CYP86家族中，CYP86、CYP94和CYP96家族普遍以无内含子为特征，而CYP704家族有4-6个外显子。在CYP71家族(a型)中，大多数基因只有一个0期内含子，而CYP701家族由于外显子数量较多，结构更为复杂，CYP89家族普遍无内含子。相比之下，CYP97、CYP727、CYP72和CYP85家族的基因结构非常复杂，尤其是CYP85、CYP87、CYP88、CYP90、CYP707和CYP724。小麦CYP97A59_6A，CYP97A59_6B，CYP97A60_6A而且CYP97A60_6B含有最大数量的外显子(16)和结构最复杂的玉米CYP450年代是ZmCYP97A16而且ZmCYP71T29-fusion有15个外显子。

染色体分布与基因复制

所有ZmCYP450s不均匀地分布在10条染色体上，染色体1含有最多的47个基因，而染色体7含有最少的13个基因(附加文件)11:表S3)。密度相对较高ZmCYP450在1、2和4号染色体上观察到大约0.15个基因/ Mb，而7号染色体的密度最低(0.07个基因/ Mb)。如附加文件所述12:图S9，我们定义了36个基因簇(指定为簇a到aj)，其中31个包含串联重复基因(附加文件13:表S4)。ZmCYP72As在3号染色体和8号染色体上形成了两个最大的簇(簇q和ad)， CYP72A在拟南芥和水稻中也表现出较大的簇。在79对进行串联复制的基因中，有76对属于同一亚家族ZmCYP709E8/ZmCYP709H1，ZmCYP709E9/ZmCYP709H1而且ZmCYP71K29/ZmCYP71Y10．共检测到29个片段重复事件，只有3对(ZmCYP71Y10/ZmCYP71AF7，ZmCYP709E9/ZmCYP709C14,ZmCYP709E4/ZmCYP709C23)来自不同亚科。加起来有七个ZmCYP450s (ZmCYP96B23,−709年e9,−74年a38,−92年a1,−72 a5,−71日元和- - - - - -709年e4)进行串联复制和分段复制。CYP71、CYP72和CYP709家族的复制事件数量最多，说明它们在玉米扩大化中起主要作用CYP450s. 108个重复基因对的Ka/Ks为0.07 ~ 1.08，对应的重复事件可能发生在0.38 ~ 255.05 Mya(百万年前)。ZmCYP74A18/ZmCYP74A38不仅Ka/Ks比大于1的正选择，而且可能是最年轻的一对，估计为0.38 Mya。在小麦中，基因组分布广泛，387、431和423位点共享TaCYP450s分别来自A、B和D亚基因组，其余46个位于支架上;它们以不同的频率分布在每条染色体上(附加文件11:表S3)。在2B染色体上最多有128个基因，在4B染色体上最少有136个基因。由于小麦基因组序列不完整，仅检测到172对相邻基因，其中140对串联重复TaCYP450s. Ka/Ks比值在0.08 ~ 0.89之间的重复对出现在180.05 ~ 3.45 Mya之间。

利用GoGe SynMap程序检测拟南芥、玉米、水稻和小麦间的同构区(附加文件)13:表S4)。拟南芥与玉米未检测到CYP450共线基因对。涉及CYP450基因区域的玉米和小麦基因组之间缺乏同位性可能是由于小麦无法获得完整的染色体序列。以水稻基因组为参照，研究了共线区，134ZmCYP450S(49.4%)在水稻基因组中存在同位对应物。这些对主要分布在CYP71和CYP78家族。所有对的Ka/Ks比值在0.08 ~ 5.53之间，估计的散度时间约在23.38 ~ 240.40 Mya之间。ZmCYP86B22/OsCYP86B3而且ZmCYP94C20/OsCYP71Z5Ka/Ks比值大于1的正选择。

小麦、玉米和水稻CYP51、CYP74和CYP97家族功能差异分析

功能分化位点可能有助于解释蛋白质家族的特定功能类和每种蛋白质的底物特异性。在这里，我们重点计算了CYP51、CYP74和CYP97氏族的i型和ii型功能差异，因为这些氏族在进化过程中是保守的，并分为作用于不同底物的不同亚家族。如图所示。1及附加文件14，15，16图S10-12将每个家族分为三个基因簇，分别为CYP51H/CYP51G-1/CYP51G-3、CYP74A/CYP74E/CYP74F和CYP97A/CYP97B/CYP97C。在CYP51氏族中，我们发现CYP51H/51G-3对之间存在i型功能分歧的证据(θ_我= 0.329±0.083)，cyp51h / 51g-1 (θ_我= 0.475±0.052)和CYP51G-1/51G-3 (θ_我= 0.354±0.120)，表明存在部位特异性选择性约束改变;3组间分别检测到6个、48个和1个CAASs(关键氨基酸位点)。ii型功能散度系数(θ₂)均小于0或不显著。CYP74聚类之间也有相似的情况，即CYP74A/E的i型功能分化试验(θ_我= 0.625±0.113)，cyp74a / f (θ_我= 0.220±0.093)，CYP74E/F (θ_我= 0.391±0.138)，分别鉴定出66、2、4个caas，均无ii型功能分化。这些发现支持了假设，即在长期进化过程中，进化速率的变化和氨基酸性质的变化不应均匀地作用于CYP51和CYP74族。CYP97A/C (θ_我= 0.407±0.094;θ₂= 0.224±0.042)，cyp97a / b (θ_我= 0.503±0.093;θ₂= 0.252±0.044)，CYP97C/B (θ_我= 0.460±0.098;θ₂= 0.326±0.043)，差异显著。CYP97A/C、CYP97A/B和CYP97C/B分别有13个、40个和21个与i型功能分化相关的残基，可能导致其氨基酸性质发生根本性改变的CAASs仅在CYP97A/C中发现。与i型CAASs数量相比，CYP97A/C共鉴定出54个ii型CAASs，表明CYP97A和CYP97C的功能差异主要是由于氨基酸性质的变化。

两种类型的功能分化(Type-I和Type-II)，通过后验比测量。θ_我而且θ₂，两个基因簇之间的i型和ii型功能分歧系数;LRT，似然比统计

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蛋白质二级结构元件的分配及同源性建模

为了更好地了解小麦和玉米CYP450s的结构/功能关系，我们利用Phyre2服务器进行同源建模，破译了感兴趣的CYP51、CYP74和CYP97族的三维结构。结果表明，TaCYP51G3_2D、ZmCYP51G35、TaCYP74A98_4A、ZmCYP74A39、TaCYP97A59_6B和ZmCYP97A16的490、479、462、465、437和435个残基(分别为99、98、96、91、79和68%的氨基酸序列)已被单一最高评分模板模拟，置信度为100.0%。如附加文件所示17:图S13, 9个预测模型(TaCYP51G3_2D、ZmCYP51G35、TaCYP74A98_4A、ZmCYP74A39、TaCYP97A59_6B和ZmCYP97A16)的Ramachandran图分析表明，绝大多数残基落在有利区域。高ERRAT分数进一步支持了模型的质量，这表明可接受的蛋白质环境。尽管不同生物之间的氨基酸序列相对较低，但它们在进化过程中似乎具有相似的二级和三级结构折叠(附加文件)17，18，19，20.:图S13C、S14-16和图2)．CYP74共有16个α-螺旋(a - l, B '， J '， K '， K″)和3个β-薄片，其中包括一个五链薄片(β-sheet 1)，一个三链薄片(β-sheet 3)和一个两链薄片(β-sheet 2)，而β- 4也含有两条链，在CYP74中不存在。四螺旋束(D、E、I、L螺旋)和J、K螺旋构成CYP450保守结构核心。除CYP74家族外，I-helix的中心部分均含有参与氧结合的一致序列(A/GGxD/ET/S)。在L螺旋的开始出现一个血红素结合区域FxxGxRxCxG与绝对保守的半胱氨酸，作为血红素铁的第五配体。值得注意的是，血红素结合环中的9个残基插入是CYP74家族特有的。螺旋K包含保守的ExxR基序，位于血红素的近端。此外，ExxR基序的Glu和Arg与“PxRx”一致序列中的Arg组成E-R-R三联体，可能参与了将血红素口袋锁定在位置上并稳定核心结构。我们还根据Gotoh的预测模型确定了6个可能参与底物识别和结合的SRS(底物识别位点)区域。螺旋B线和螺旋C线之间的高变量循环区域为SRS1; helices F and G and their loop house SRS2 and SRS3; SRS4 lies in I helix and SRS5 in β1–4; and the β-turn between β4–1 and β4–2 or between β3–1 and β3–2 protrudes into the SRS6.

结构概述。关键残基以棒状显示，底物分子以球棒模型显示，血红素分子以球状显示。氨基酸残基的单字母缩写如下:C, Cys;H,他;T,刺;问,Gln;R参数;E, Glu;F, Phe。一个4LXJ、TaCYP51G3_2D、ZmCYP51G35的叠加。羊毛甾醇分子以球棒模型表示。4LXJ与TaCYP51G3_2D的RMSD为0.122 Å。4LXJ与ZmCYP51G35之间的RMSD为0.162 Å。b2RCH与TaCYP74A98_4A、ZmCYP74A39的叠加。2RCH与TaCYP74A98的RMSD为0.107 Å。2RCH与ZmCYP74A39的RMSD为0.082 Å。c2X2N, TaCYP97A59_6B和ZmCYP97A16的叠加。2X2N与TaCYP97A59之间的RMSD为0.178 Å。2X2N与ZmCYP97A16之间的RMSD为0.151 Å。波沙康唑分子以球棒模型表示。SRS1-6:根据Gotoh的预测模型，六个推测的SRS(底物识别位点)区域参与底物的识别和结合

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CYP450基因在不同器官和发育阶段的表达谱

的空间和时间表达模式CYP450S，我们研究的表达谱TaCYP450根、茎、叶、花序和籽粒三个发育阶段的S含量;ZmCYP450根、穗、流苏、花粉、胚和胚乳中的S。共402件TaCYP450S和101ZmCYP450选择s进行表达分析，因为它们在至少一个组织中的表达值≥10 TPM(每千碱基百万转录本)(附加文件)21，22，23:表S5、表S6和图S17)。通过比较不同器官间的基因表达谱，发现小麦CYP450转录物在所有组织中均有表达，但在根中表达量最高，其次为茎、叶、花序和籽粒(图5)。3.),其中TaCYP73A17_3A，73−a17_3b，73−a17_3d，74−e7_6a而且-76年h2_7d显示根目录的最高转录水平。TaCYP89J13_2A，73−a205_4b而且-71年f39_2d在根的发育过程中都有大量的表达。同样，在玉米方面，更多CYP450与其他器官相比，S在根中表达量较高ZmCYP73A7(318 TPM),ZmCYP707A5(275 TPM),71−c2v2(173 tpm)，−98年a29(162tpm)，−71 c5(139tpm)3.b).而在胚乳和花粉中，绝大多数ZmCYP450S的转录水平较低。只有4个基因(ZmCYP724B3,−72年a353,−707年a116和- - - - - -71 c5)和3 (ZmCYP84A34,−71年T29-fusion和- - - - - -94年c69)中水平表达(10 ~ 20tpm)。此外，在这两个物种中，都有相当比例的CYP450年代(356TaCYP45076年代,ZmCYP450s)在不同组织间表达水平有较高的变化(CV(变异系数)> 100%)，提示它们可能具有更具体的功能。例如,TaCYP84A97_1B,−75年b125_7d,−93年g18_2b和- - - - - -93年g18_2d主要表达于茎，特别是SFL.02(花开花期1/2的茎)。的表达TaCYP71C162_5A,−71年y18_1b,−71年y18_1d和- - - - - -71年y18_1a对FR(全株果实成熟期果实)有较高的特异性，TPM值为> 300。ZmCYP89M2，−81 n5和- - - - - -78年a131在胚胎中有器官特异性表达;ZmCYP96B18，86−a35而且-92年a47流苏;而且ZmCYP707A5，−72 a5,−71年c62,−92年a1,−72年a123,−75年b89,−94年b41,−728年碳,−89年b19在根。以下是ZmCYP94C69而且-84年a34花粉和根中均有特异性检测。只有一小部分基因具有相对稳定的表达TaCYP727A2_2A而且TaCYP96B64/72_3B变异最小，CV值为42%。的平均表达水平TaCYP96B64/72_3B大约是?的三倍TaCYP727A2_2A。

表达分析CYP450S在开发期间。一个的箱形图TaCYP450s的表达式。RCE:子叶出苗期根;RLP.03:三叶可见期根;RSE.99:达到最大茎长阶段的根;SSE.00:茎在茎伸长开始阶段;SSE.02:茎在两个节或节间可见期;SFL.02:花开期1/2的茎;LCE:子叶出苗期叶片;L3N:三节期可见主枝叶和腋生枝;LF1:全株成果期叶片30 ~ 50%; ISE.02: Inflorescence at two nodes or internodes visible stage; ISE.99: Inflorescence at maximum stem length reached stage; IFL.02: Inflorescence at 1/2 of flowers open stage; FF1: Fruit at whole plant fruit formation stage 30 to 50%; FF2: Fruit at whole plant fruit formation stage 70% to final size; FR: Fruit at whole plant fruit ripening stage.b的箱形图ZmCYP450s的表达式。c参与JA生物合成的代谢途径图及共表达分析TaCYP450年代。d木质素生物合成途径及表达谱图TaCYP73AS分为三组。e共表达分析TaCYP450S参与木质素生物合成。

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比较了同源基因在小麦和玉米中的表达谱。结果表明，两种植物CYP73A成员在根中均表现出优先表达模式。成绩单的TaCYP51HS(8)主要在根中检出TaCYP51H39_5B，−51 h43_5b，−51 h49_4b而且-51年h49_4d,而ZmCYP51H12表现出明显的表达差异，主要在胚胎中表达。TaCYP99A年代不TaCYP99A42_5D在特定组织中高度表达，根，而ZmCYP99As在各组织中均无表达，但在根中有少量表达(1 < TPM < 10)。此外，CYP78A成员在不同器官和物种中的表达也存在多样性。具体地说,TaCYP78A263_4B，TaCYP78A263_4D，TaCYP78A263_5A根系转录本优先积累;TaCYP78A265_2D，TaCYP78A265_7B在阀杆;TaCYP78A264_5A，TaCYP78A264_5B，TaCYP78A264_5D在花序。相比之下,ZmCYP78A130仅在胚和根中表达，胚中表达量较高(195tpm)。ZmCYP78A1不仅在99 TPM的胚胎中表达量高，在880 TPM的耳朵中也表现出极高的转录丰度。我们还检测了ZmCYP78A53以穗部表达最强(131 TPM)。

CYP450基因在干旱胁迫下的表达谱

干旱是主要的非生物胁迫之一，影响植物的各种生理生化过程。分析了CYP450在干旱处理中，119个TaCYP450和86个ZmCYP450基因的表达值在一个或多个条件下≥10 TPM(附加文件)24-25:表S7和S8)。小麦是二十六TaCYP450s(17个上调9个下调)和77个(27个上调50个下调)分别在干旱处理1h (DS1h)和6h (DS6h)后表达水平发生显著变化(附加文件)26:图S18A)。DS1h显著上调的基因有5个，即TaCYP71T45_3B,−73年a17_3b,−73年a201_3a,−74年a1_4a和- - - - - -89年e25_7b被认为是干旱敏感基因。而TaCYP701A66_U,−704年a152_3a,−704年a160_3a,−704年a164_3d,−706年c1_7b,−71年ak14_5a,−71年c10_3a,−71年c10_3d,−71年y16_1d,−72年a578_1b,−72年a598_7a,−89年e20_1a,−89年e24_7a,−90年b46_4b,−96年b38_2a,−96年b38_2d,−96年b58_5a和- - - - - -96年b64/72_3b在DS6h显著诱导。转录水平TaCYP71E12_4A，74−a1_4d，78−a264_5b而且-84年a103_2a最初在DS1h显著升高，然后在DS6h降低。随着干旱的持续，表达TaCYP707A5_6A，707−a5_6b，707−a5_6d，71−r11_1a，71−t45_u，71−y18_1d，73−a17_3a，73−a201_3b而且-97年b4_6d持续升高，然而TaCYP714C17_5D，71−c142_2d，71−c166_6d，71−c170_6b，71−w30_5b，76−m28_2d，88−a94_7d，90−a28_5a而且-90年a28_5b表现出持续减少的表达。值得注意的是,TaCYP71Y18_1DDS1h和DS6h基因上调最显著(分别为9.32倍和118.60倍)TaCYP76M28_2D在所有下调基因中表现出最大的折叠变化(4.06-和39.12倍)。玉米，39ZmCYP450s为脱水胁迫下的DEGs(19个上调，20个下调)26:图S18B)。一些基因包括ZmCYP81N4(12折起)，−81年a1(10折起)，−71年c62(9折起)和-78年a53(4倍)仅在干旱处理下表达。以及ZmCYP707A65(8折起，452.52 TPM)和ZmCYP71F13(5倍，208.58 TPM)在缺水处理下大量积累(图。4b).相反，ZmCYP86A35,−93年g5,−78年a55,−86年b21,−71年c114,−86年a97和- - - - - -77 b2暴露于干旱后，基因表达下降到无法检测的水平。

分析CYP450S在干旱胁迫下的表达。一个的表达水平TaCYP450s. DS1h:干旱处理1h后;DS6h:干旱处理后1 h。b的表达水平ZmCYP450年代。c验证表达水平为14cyp450qRT-PCR分析。d干旱胁迫下cyp450介导的信号通路示意图

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相比之下CYP450我们发现小麦的差异表达基因(DEGs)只在CYP51、74、97、71、72、85和86氏族中检测到，玉米的差异表达基因在cyp51727、97、71、72、85和86氏族中检测到。小麦和玉米有40多个科，但DEGs仅分布在不到26个科，与DEGs重叠的有CYP51、CYP71、CYP76、CYP78、CYP81、CYP89、CYP93、CYP72、CYP707、CYP96和CYP97。一些TaCYP450s在玉米中的表达模式与同源基因相似，主要出现在CYP71C、CYP93G、CYP72A、CYP704A亚家族中。例如,TaCYP71C142_2D，TaCYP71C162_5B，TaCYP71C166_6D，TaCYP71C170_6B，ZmCYP71C114，ZmCYP71C1v1，ZmCYP71C2v2，ZmCYP71C3v2而且ZmCYP71C4；TaCYP93G20_7A，TaCYP93G20_7B，TaCYP93G20_7D，ZmCYP93G5而且ZmCYP93G7；TaCYP72A578_1B，TaCYP72A598_7A，ZmCYP72A353，ZmCYP72A354，ZmCYP72A5而且ZmCYP72A16均表现出干旱胁迫下表达量显著降低的趋势。TaCYP704A152_3A，TaCYP704A160_3A，TaCYP704A164_3D而且ZmCYP704A105转录本对脱水的反应显著增加。和TaCYP72A598_7D在Control、DS1h和DS6h三种条件下，转录本均有较高水平的积累，表达量无明显变化，其平均表达值高达111.24 TPM(图2)。4一个),ZmCYP72A124，同源基因最密切相关TaCYP72A598_7D，表达趋势相似，但表达丰度有差异。同时，许多基因在玉米中表现出与同源基因截然不同的表达谱。例如,TaCYP96B38_2A，TaCYP96B38_2D，TaCYP96B58_5A，TaCYP96B64/72_3B而且ZmCYP96B23表现出完全相反的表达趋势。TaCYP707A5_6A，TaCYP707A5_6B，TaCYP707A5_6D表现出相似的表情模式ZmCYP707A5相反的是ZmCYP707A114而且ZmCYP707A65．最后选择14个基因进行qRT-PCR分析，以确定表达模式(图。4c).引物列在附加文件中27:表S9。

共表达模块TaCYP450年代

共表达分析可以进一步为基因功能注释提供有价值的线索，这些基因具有重要的作用，但尚未得到重视。共鉴定共表达模块22个，覆盖477个TaCYP450属于39个家庭(附加文件28:表S10)。这些基因表现出不同的表达模式，反映了它们所属的每个模块。为了确定每个模块的主要分子和生化途径以及功能类别，进行了基因本体(GO)富集和京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析(附加文件)29:表S11)。在这里，我们集中讨论了10个模块，因为它们在基因表达谱方面表现出最清晰和独特的特征(图。5a).紫色模块包含62个TaCYP450S在根结点上有最强的表达式。KEGG富集分析显示，苯丙类生物合成(ko00940)、苯丙氨酸代谢(ko00360)、细胞色素P450代谢途径代谢异种生物(ko00980)等显著过度表达(图。5B和c)。TaCYP73A17_3B，73−a205_4b而且-73年a205_4d标记为芳香族化合物降解途径(ko01220)， q值< 0.007。浅绿色模块，其中39TaCYP450S主要在根部表达，与紫色模块呈高度正相关。丰富的氧化石墨烯术语和途径较多，如木质素代谢过程(GO:0009808)、苯丙烷代谢过程(GO:0009698)、细胞色素P450代谢途径代谢异种生物(ko00980)等。此外，二萜生物合成(ko00904)是该模块中唯一的代谢途径(图。5D和e)，以及更多TaCYP450s (TaCYP73A17_3A,−73年a17_3d,−73年a202_7a，73−a202_7d,−73年a203_2b，73−a205_5a,−73年a206_7b,−75年a82_6b,−75年a84_4a,−701年a63_2b)被标注为显著富集的通路，即苯丙氨酸代谢、泛素等萜类醌生物合成、二芳基庚烷和姜辣素生物合成、类黄酮生物合成、二萜生物合成、芳香族化合物降解和α -亚麻酸代谢。在orangered4模块中，为8TaCYP450s在茎伸长开始期(SSE.00)和双节或节间可见期(SSE.02)表达高峰。

共表达模块TaCYP450年代。一个雷达图的表达式值TaCYP450S在10个模块中组织特异性表达趋势最明显。雷达图显示在一个灰色多边形布局。每个轴代表一种组织，灰色多边形布局中的每个点都标有该组织．但我们只展示了带有组织特异性基因的部分组织。环的半径越大，表示基因表达水平越高。每个环都标有一个代表基因表达水平的数字。将雷达图各轴上对应模块中每个基因的表达值线性连接，将数据集可视化为一个多边形，不同颜色的多边形代表不同的基因。RCE:子叶出苗期根;RLP.03:三叶可见期根;RSE.99:达到最大茎长阶段的根;SSE.00:茎在茎伸长开始阶段;SSE.02:茎在两个节或节间可见期;LCE:子叶出苗期叶片; L3N: Leaf at main shoot and axillary shoots visible at three nodes stage; LF1: Leaf at whole plant fruit formation stage 30 to 50%; ISE.99: Inflorescence at maximum stem length reached stage; IFL.02: Inflorescence at 1/2 of flowers open stage; FR: Fruit at whole plant fruit ripening stage.b紫色模块中富集最显著的20条通路。c浅绿色模块中富集最显著的20条通路。d在紫色模块的二维语义空间中，生物过程类GO词汇富集最显著的前70个。颜色强度反映富集试验的意义。圆半径描述了聚合GO项的大小。e浅绿色模块的二维语义空间中，生物过程类GO词汇富集程度最高的前70个

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59TaCYP450叶片转录本丰度最高的S组在黑色模块，其中光合生物固碳(ko00710)、光合作用(ko00195)、类胡萝卜素生物合成(ko00906)和卟啉和叶绿素代谢(ko00860)在黑色模块中富集最为显著。橙色模块有20个TaCYP450其中，氨基酰基- trna生物合成(ko00970)、卟啉和叶绿素代谢(ko00860)、核糖体(ko03010)、蛋白输出(ko03060)、RNA降解(ko03018)、泛醌等萜类生物合成(ko00130)、单巴单胺生物合成(ko00261)、硒化合物代谢(ko00450)和生物素代谢(ko00780)通路均显著超表达。在含有3个L3N的花白色模块中，发现了4种高度富集的代谢途径:单萜类生物合成(ko00902)、硫代葡萄糖苷生物合成(ko00966)、二萜类生物合成(ko00904)和2-氧羧酸代谢(ko01210)。-具体的表达TaCYP450年代,即TaCYP71V29_3B,−79年a141_2a和- - - - - -79年a141_2b，其中后两者分别标注为硫代葡萄糖苷生物合成途径和2-氧羧酸代谢途径。萜类骨架生物合成(ko00900)、植物-病原体相互作用(ko04626)和自噬调节(ko04140)在tan模块中显著富集，其中包括20TaCYP450LF1(全株果实形成期叶片30 ~ 50%)转录水平达到峰值。

青色模块包含27个TaCYP450在花药释放花粉时，在茎长最大时出现表达峰值的s达到花序期(ISE.99)，与花粉发育相关的Go项(Go:0009555、Go:0010208、Go:0010584、Go:0080110)显著富集，说明了组织的生物学作用。脂肪酸代谢相关通路(ko01212, ko01040, ko00062, ko00061, ko00071, ko00073)在该模块中显著过量。其中,TaCYP86A154_2A被注释为角质，橡胶素和蜡的生物合成代谢途径(ko00073)。另一个与有性生殖相关的模块，洋红色，拥有16个TaCYP450s对IFL.02具有高度特异性。46个TaCYP450蓝绿色模块中的s被描述为fr特异性表达。叶酸和精氨酸生物合成通路(ko00790, ko00220)，丙氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸、硫胺素、醚脂和肌醇磷酸盐代谢通路(ko00250, ko00730, ko00565, ko00562)在模块中被特异性富集。

miRNA靶标和顺式调控元件的预测

为了深入了解基因表达的调控机制，我们进行了miRNA靶标和顺式调控元件的预测(附加文件)30.:表S12)。MiRNAs通过影响mrna的翻译和稳定性来控制基因表达。总共46个TaCYP450在小麦的55种mirna -靶标相互作用中，预测s受28种mirna调控。七种基因似乎被多种miRNAs靶向，其中TaCYP51H39_5D,−71年c9_4a,−71年s9_2d和- - - - - -75年a90_6b有两种调控miRNAs，TaCYP96E3_3D有三个，还有TaCYP97A59_6A有四个。根据基因表达谱，共有15个预测的靶基因似乎参与了不同的发育过程，如TaCYP76H2_7D,−73年a201_3a,−74年e7_6d,−96年b53_7a,−93年g18_2d,−92年a150_2b和- - - - - -72年a597_6b．和drought-responsiveTaCYP73A201_3A被tae-miR5049-3p靶向。在玉米中，有11个mirna -靶标相互作用，代表9个mirna和8个mirnaCYP450S被发现。的转录调节ZmCYP72A28v2由四种mirna介导。ZmCYP72A353可能是zma-miR399e-5p在干旱胁迫下显著上调;根系比ZmCYP72A28v2zma-miR172a、zma-miR172b-3p、zma-miR172c-3p和zma-miR172d-3p靶向;zma-miR156j-5p作为的潜在调控因子ZmCYP78A53它在耳朵里的表情达到了顶峰。

顺式调控元件作为转录因子的结合位点调控基因表达。启动子扫描显示干旱响应中有75种和97种反式作用结合位点CYP450S在小麦(82)和玉米(39)中分别表达。其中，干旱相关的ABRE (ABA响应元件)、TGACG-和CGTCA-motif (meja响应元件)、MBS(参与干旱诱导的MYB结合位点)等15个元件出现频率较高(> 50)。ABA在干旱反应的复杂级联反应中起着核心作用，在植物适应干旱胁迫过程中存在激素串扰。在激素反应元件中，ABRE是干旱反应基因中含量最高的元件。TaCYP707A5_6A，TaCYP707A5_6B，TaCYP707A5_6D，ZmCYP707A65，TaCYP97B4_6D，TaCYP97C2_1A，TaCYP97C2_1D而且ZmCYP81N4．第二丰富的激素反应元件是66所拥有的meja反应元件TaCYP450S和26ZmCYP450S，其中干旱诱导基因TaCYP74A1_4D与JA生物合成相关的同源物先进的，有两个MeJA响应元件CGTCA-和TGACG-motif。其他激素反应元件如GA-responsive P-box, TATC-box, GARE-motif和SA-responsive TCA-element也被发现明显丰富。P-box所在的位置TaCYP88A94_7D代表GA生物合成基因的同源物KAO1但表达明显下降。MBS分布在38个TaCYP450S和26ZmCYP450S，例如TaCYP71R11_1A，TaCYP71C10_3D，TaCYP71Y18_1D，ZmCYP81A1，ZmCYP71C62而且ZmCYP71F13,TaCYP71Y18_1D是脱水胁迫下诱导最强的基因。只有ZmCYP51H12，TaCYP97C2_1A而且TaCYP714C17_5D含有MBSI参与类黄酮生物合成基因调控，其中ZmCYP51H12在经历了干旱后升高了。

系统发育分析

本文综述了来自7个基因组的CYP450s的比较C.reinhardtii，P.patens拟南芥、玉米、小麦、水稻和杨树。Nelson将11个陆生植物氏族分为两类:单家族氏族(CYP51、CYP74、CYP97、CYP710、CYP711、CYP727、CYP746)和多家族氏族(CYP71、CYP72、CYP85、CYP86) [35］．CYP51家族可能代表了最古老的真核CYP，而CYP51Gs是唯一一个在真菌、植物和动物中具有保守的固醇去甲基化功能的CYP450酶[36］．值得注重的是,C.reinhardtii，P.patens拟南芥和杨树含有一个CYP51G亚家族，有1 ~ 2个基因，而玉米、水稻和小麦都至少有3个CYP51Gs加上另外一个功能分化的CYP51H亚家族，介导防御相关的抗菌三萜苷(avenacins)的合成。三种草的种类从7种到37种不等CYP51S，和的个数CYP51H玉米的S值为3(42%)，水稻为7(70%)，小麦为29(78%)。CYP710家族含有固醇c22 -去饱和酶[37]，从绿藻到维管植物均有保存，CYP85族也可作用于固醇[38］．在系统发育树中，宗族CYP51、CYP710和CYP85密切相关并不奇怪。这些观察表明，它们可能是从固醇代谢CYP51祖先进化而来的。在CYP85族中，参与BRs生物合成的CYP724B/CYP90偶联被发现在系统发育上接近。此外，CYP724B与CYP90B在树中具有更高的系统发育同一性，巧合的是，两者都可以介导通路中相同的C-22羟基化步骤[39］．此外，CYP85氏族中CYP88和CYP729家族成员形成了较强的聚类，自举置信为996/1000。而CYP88家族参与GA的生物合成[11]在五种陆地植物中都有一到三个基因，但在植物中却没有C.reinhardtii而且P.patens而CYP729仅存在于杨树(1个基因)、小麦(9个基因)和水稻(2个基因)中，其功能尚不明确，提示CYP729的功能可能与GA的形成有关。

众所周知，CYP97是在高等植物/绿藻分裂之前出现的最古老的植物特异性氏族之一，在叶黄素生物合成中起作用，包括三个不同的亚家族[7］．每个亚科都存在于P.patens拟南芥、杨树、玉米和水稻为单拷贝，小麦为12 (6CYP97A年代,3CYP97BS和3CYP97Cs)成员。CYP711家族可能出现在植物早期进化的CYP97家族之后，在陆生植物中有一个参与独脚金内酯信号传导的单一(亚)家族(CYP711A) [35］．CYP711As在大多数双子叶中通常是单拷贝或低拷贝，但在单子叶中存在基因重复，即玉米中有4个基因，水稻中有6个，小麦中有12个。在全球树上，CYP97家族与CYP711和CYP85家族中的一些绿藻特异性家族具有最高的系统发育同源性。对这一结果的一种可能解释是，它们拥有共同的祖先。有充分证据表明，非典型CYP450s (CYP74s)可以催化已含氧的多不饱和C18脂肪酸氢过氧化物转化为其他氧脂素[40］．在我们的系统发育树中，CYP74家族与CYP711家族相邻，进一步对这些家族进行功能分析，可能会为氧脂素和独脚内酯信号的进化及其祖先的功能提供一些线索。CYP71家族在C.reinhardtii虽然已经在早期陆地植物中占主导地位，并参与植物的特化代谢[35］．它是最大的陆地植物CYP家族，目前共有1615个成员在六个物种中(P.patens(拟南芥、玉米、小麦、水稻和杨树)，特别是小麦，含有超过780个成员，估计占总数的60.64%TaCYP450s.我们的系统发育分析显示，CYP84与CYP736的自举值为985/1000。CYP736仅存在于7种杨树中，其功能尚未被研究，而CYP84已被证实参与被子植物木质素的生物合成。

表达分析CYP450S在开发过程中

分析CYP450s在小麦和玉米生长发育中的基因表达谱有助于我们进一步了解CYP450s在小麦和玉米生长发育中的功能。人们普遍认为细胞色素P450蛋白通过植物激素和其他次生化合物的生物合成和/或分解代谢参与了许多发育事件。例如，CYP51G可以催化钝叶黄醇必需的14α-去甲基化，这是合成植物甾醇和膜甾醇所必需的。在我们的研究中，CYP51GS在小麦和玉米组织中普遍表达。此外,TaCYP51G1_4A和- - - - - -51 g1_4d在根和花序中表现出较高的表达量;ZmCYP51G1在流苏和耳朵;ZmCYP51G22在胚胎。似乎每个基因在不同的组织或物种中发挥着突出的作用。与CYP51Gs的保守功能不同，燕麦CYP51H10对产生阿韦纳素是必不可少的[41］．不出所料，小麦CYP51HS转录本主要出现在阿维那acins积累的根部，而玉米则是CYP51H12在胚胎中表达高于其他器官。

叶黄素在光合作用、光保护和ABA的前体中发挥重要作用。近年来，一些与叶黄素生物合成相关的基因已被实验确定。在拟南芥中，LYCB和LYCE催化反式番茄红素转化为α-或β-胡萝卜素，随后，BCH1/2和CYP97s参与α-和β-胡萝卜素的羟基化[7，42］．在我们的研究中，TaCYP97S在叶片中表达量最高TaCYP97C2_1D在LCE中表达水平大于93 TPM。其中,TaCYP97A60_6A,−97年a60_6b和- - - - - -97年a60_6d与拟南芥小麦同源物共表达LYCB(6 bs_tgacv1_513174_aa1632970),李阳疯狂英语(3AL_TGACv1_193581_AA0613700, 3B_TGACv1_221427_AA0740510和3DL_TGACv1_250106_AA0862170)和BCH1(2AL_TGACv1_093571_AA0282760)黑色模块。相比之下，玉米CYP97家族的所有成员(ZmCYP97A16,−97年b21和- - - - - -97年c19)在所有组织中均低至中等水平表达。

越来越多的证据表明CYP707As在ABA分解代谢中编码ABA 8 ' -羟化酶。我们检测到的表情TaCYP707A5_6A,−707年a5_6b和- - - - - -707年a5_6d主要在根和粒上。在根系发育的三个阶段均有表达，但不同籽粒发育阶段转录本的丰度差异较大，即果实发育早期转录本在籽粒中几乎不存在，而在全果成熟阶段转录本大量积累。众所周知，ABA含量的增加与种子的成熟有关。因此，这样设想是合理的TaCYP707A5_6A,−707年a5_6b和- - - - - -707年a5_6d对保持成熟小麦籽粒ABA的最佳水平起主要作用。在玉米、CYP707A5转录本在根中也有特异表达，表达量为275 TPM。和它最相似的大米，OsCYP707A5，不仅在根中，而且在胚芽和子房中均有优先表达[31］．ZmCYP707A114在流苏中有较高的表达。这些激励我们评估它们在控制器官特异性过程中的潜在重要性。

独脚金内酯(SL)从根中分泌，具有多种生物学作用，如调节枝条分枝或分蘖和根结构。据我们所知，AtCYP711A1 (MAX1)已被确定为SL生物合成酶，其同源物OsCYP711A2、OsCYP711A3、OsCYP711A5、OsCYP711A6和ZmCYP711A18在SL形成中的酶促功能也在体外得到证实[8］．在我们的研究中，TaCYP711A68_3B，TaCYP711A68_4A, TaCYP711A68_4D而且ZmCYP711A18表达被浓缩到根。除此之外,TaCYP711A67_6B,53%相同MAX1在氨基酸水平上，与TaCYP97A60_6B并在LF1中达到最高表达水平。

拟南芥的功能研究表明，CYP74A1在JA生物合成途径中作为一种烯氧化物合成酶(AOS)发挥作用[43］．在小麦、TaCYP74A1S在小麦发育过程中以不同强度表达TaCYP74A1_4A和- - - - - -74年a1_4dLCE (220, 223 TPM)、IFL.02 (250, 137 TPM)和FF1 (351, 64 TPM)均有极高表达。而表达TaCYP74A98_4A,−74年a98_4b和- - - - - -74年a98_4d局限于LCE和L3N，以及TaCYP74A99_5A和- - - - - -74年a99_5b在SSE.02中表现出较高的转录丰度。JA生物合成的第一步是质体中α-亚麻酸的氧化，最初由脂氧合酶(LOXs)驱动。然后产物13-HPOT ((13S)-氢过氧十八四烯酸)可被AOSs和AOCs(丙烯氧化物环化酶)代谢生成12-OPDA (12-oxo-植二烯酸)(图。3.c) (43］．为了更好地探索CYP74s在小麦中JA的形成，49TaLOXs (TaLOX1-TaLOX49)及25TaAOCs (TaAOC1-TaAOC25)被识别(附加文件31:表S13)。我们的共表达分析显示，其中一些表达与TaCYP74A的同音词先进的)(图。3.C)，例如，TaAOC25连接到TaCYP74A1_4B而且TaCYP74A1_4D橙色模块;TaLOX28而且TaLOX33连接到TaCYP74A1_4A深紫红色模块。12-OPDA可通过PXA1转运到过氧化物酶体[44]， OPR和β-氧化酶催化12-OPDA生成JA [43］．在这份报告中，共有55个TaOPRs (TaOPR1-55)在小麦中被鉴定出来(附加文件31:表S13)，其中TaOPR22而且TaOPR24连接到TaCYP74A1_4A在深洋红色模块;TaOPR88连接到TaCYP74A98_4B而且TaCYP74A98_4D在lightsteelblue1模块中。此外，先前的研究提供了令人信服的证据，表明拟南芥CYP94B1、CYP94B3和CYP94C1在JA信号必须关闭时有助于JA- ile激素的部分失活[45，46］．在共表达网络中，TaCYP94B77_1B,−94年b77_1d,−94年c109_4a,−94年c110_5a和- - - - - -94年c110_5d紫色模块显示与一些JA合成相关基因有关。

CYP73A, CYP98A和CYP84A可能作为肉桂酸4-羟化酶(C4H)，p-香豆醇酯3 ' -羟化酶(C3'H)和阿弗酸酯/针叶醛/针叶醇5-羟化酶(F5H或Cald5H)在木质素生物合成中的作用(图5)。3.d) (47，48］．最新研究发现，C4H、c3’h和F5H在ER膜上空间上相互接近，是MSBP1/2(膜类固醇结合蛋白)在物理上组织和稳定它们[49］．在本研究中，1BL_TGACv1_030938_AA0104050、1AL_TGACv1_002731_AA0044810和1DL_TGACv1_063516_AA0228130与MSBP1/2具有序列同源性，其中2个与表达显著相关TaCYP73A204_2D．根据表达谱，小麦CYP73AS被分为三组:(1)TaCYP73A17_3A，73−a17_3b，73−a17_3d，73−a202_7a，73−a202_7d，73−a203_2b,−73年a205_4b,−73年a205_4d,−73年a205_5a和- - - - - -73年a206_7b分布在浅绿色或紫色的模块在根中表达量最大;（2）TaCYP73A201_3A而且TaCYP73A201_3B属于plum1模块的转录本丰度在茎和根中最高;(3)的表达TaCYP73A204_2D绿松石模组主要局限于晶粒(图;3.d).为了进一步理解的作用TaCYP73AS，特别关注由所有连接产生的共表达子网络TaCYP73As的边权值为> 0.2(图;3.e).在子网络中，我们鉴定了一套小麦基因，它们与拟南芥木质素生物合成相关基因同源，如PAL1/2(苯丙氨酸ammonia-lyase1/2),4 cl1/2(4-香豆酸酯:CoA ligase1/2)，CCoAOMT1(caffeoyl-CoA O-methyltransferase1),CCR1(cinnamoyl-CoA reductase1),COMT的(咖啡酸o甲基转移酶)(附加文件32:表S14)。大部分可能参与木质素合成的小麦基因(41个)都出现在紫色模块的子网络中，其中TaCYP73A17_3B，TaCYP73A205_4B而且TaCYP73A205_4D有最高的相关性TaPAL1.13，TaPAL1.31，TaCCoAOMT1.3，TaCOMT.7而且TaCCR1.3．在浅绿色模块中，之间有直接连接TaPAL1.24，TaPAL1.29，TaCCR1.5，TaCCR1.4和TaCYP73As（TaCYP73A17_3A,−73年a17_3d-73年a203_2b和- - - - - -73年a205_5a)．基于我们的研究结果，我们提出它们很可能在根木质素形成过程中相互协调。一个惊人的观察结果是，各种木质素的生物合成相关TaCYP450s (TaCYP73A201_3A，TaCYP98A11_1A而且TaCYP84A97_1A/TaCYP84A97_1B/TaCYP84A97_1D)同时存在于plum1模块中。它们与TaPAL1.25，TaPAL1.33，Ta4CL.2，Ta4CL.3，Ta4CL.4，TaCCoAOMT1.2，TaCOMT.3，TaCOMT.1，TaCOMT.2，TaCOMT.4，TaCOMT.8，TaCOMT.9，TaCCR1.1，TaCCR1.2，TaCCR1.6，TaCCR1.12而且TaCCR1.14．此外，单木质素的氧化是木质素生物合成的最后一步，由漆酶和过氧化物酶驱动[50，51，52］．在拟南芥中，LAC17参与茎的本构木质化已被证实[53］．幸运的是,9LAC17小麦中的同源物(附加文件31:表S13)在此被确定为与TaCYP73A201_3A，TaCYP84A97_1A，TaCYP84A97_1B，TaCYP84A97_1D而且TaCYP98A11_1A．与此同时，那五个人TaCYP450s也与9个小麦纤维素合成酶基因表达相关(附加文件32表S14)参与次生细胞壁生物合成。只有一种过氧化物酶(TaPOX8)，与TaCYP84A97_1A而且TaCYP84A97_1B．这些基因之间的所有连接形成了木质素生物合成共表达网络，为小麦茎和/或根木质素生物合成途径中活性酶的编码提供了候选基因。在玉米中，所有具有木质素生物合成潜在作用的CYP450基因(ZmCYP73A122，ZmCYP73A8，ZmCYP73A7，ZmCYP98A29，ZmCYP98A7而且ZmCYP84A34)在根中表达量最大。AtCYP703A2已被实验证实作为月桂酸链内羟基化酶参与孢粉素合成，与AtCYP704B1一起催化长链脂肪酸的ω-羟基化[2，54］．在水稻中，花药特异性CYP703A3和CYP704B2在花药角质层和花粉外壁合成中的关键作用也已被证实[55，56］．与以往研究一致，的表达TaCYP703A3_7A而且-703年a3_7b在茎长达到最大时，大多局限于花序，表达模式与TaCYP704B12_4A,−704年b12_4b和- - - - - -704年b12_4d．同样，共表达分析表明，上述5个属于青色模块的小麦基因之间的亲缘关系密切。

此外，许多CYP450s已被证明通过产生一种未知的信号分子在不同的生物过程中发挥作用，该信号分子被认为独立于任何经典的植物激素。在拟南芥中,CYP85A1在雌性配子体中表达，是启动大配子体发生所必需的[57］．相应的，表达相对较高OsCYP85A1在雌蕊、花序和花药中均有发现[58］．不仅如此，在112 TPM授粉后10天，它在种子中达到峰值表达[59］．值得注意的是,ZmCYP85A1转录本在根中含量最高，胚、流苏和穗中含量相对较低，花粉和胚乳中几乎没有转录本。和TaCYP85A51_2D的近义词OsCYP85A1而且ZmCYP85A1，在所有小麦组织中都表现出低水平或无法检测到的表达。广泛的研究表明，几种CYP78As参与了种子发育和器官大小的调节。拟南芥CYP78A6，CYP78A8而且CYP78A9通过促进细胞增殖在被皮发育中发挥重叠功能[60，61］．在大米、CYP78A13在胚和胚乳中均有表达，且两者之间需要适当的大小平衡[62］．的表达式值ZmCYP78A130具有紧密的氨基酸同一性(70%)OsCYP78A13在胚胎期可达195 TPM。惊人的积累ZmCYP78A1在耳部(880 TPM)和胚胎(99 TPM)中检测到转录本。和ZmCYP78A53主要表达在耳朵(131 TPM)，与ZmCYP78A54，但不是与ZmCYP78A133这似乎只受耳朵特异性转录激活的调控。

表达分析CYP450S对干旱胁迫的响应

ABA浓度在干旱胁迫条件下显著增加，在防止水分流失方面起着至关重要的作用。ABA8 ' -羟化酶(ABA8Ox)活性已被证实，功能分配给CYP707A，并诱导CYP707As似乎对维持最佳ABA水平很重要[63］．我们发现TaCYP707A5_6A,−707年a5_6b和- - - - - -707年a5_6d随着暴露时间的增加而增加OsCYP707A5在干旱胁迫下也比对照提高了19.7倍[31］．它们的同源基因ZmCYP707A5表达显著降低至少2.6倍。一些aba生物合成相关基因(33例如S和29ZmNCEDs)编码9-顺环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCEDs)被鉴定出来(附加文件33:表S15)，它裂解C40胡萝卜素形成第一个15碳前体黄硫素。其中,TaNCED13，TaNCED17而且TaNCED27干旱处理后叶片转录本显著增加TaNCED30表现出明显的表情减少。在玉米中，所有表达均显著差异数控S被上调，包括ZmNCED8，ZmNCED9，ZmNCED18，ZmNCED27而且ZmNCED29．此外,小麦BCH2(5AL_TGACv1_376349_AA1235590)作用于黄菌素生产上游，表现出显著的强诱导作用。另一个上游基因TaCYP97B4_6D，对应于AtCYP97B3α-胡萝卜素和β-胡萝卜素均可羟基化[42，64]，在干旱胁迫1 h和6 h后，表达量分别增加5.5倍和2.77倍。据报道，12-Oxophytodienoic acid (12-OPDA)作为干旱响应的气孔关闭调节剂，与ABA一起发挥最有效的作用[65］．根据预期，OsCYP74A4（OsAOS)在干旱胁迫下上调5.9倍[31),而TaCYP74A1＿4而且TaCYP74A1_4DDS1h显著上调。六个TaLOXs (TaLOX5，TaLOX18，TaLOX20，TaLOX21，TaLOX28而且TaLOX42)至少在一种情况下是上调的。只有三个TaAOCS在我们的实验中表示，其中TaAOC21表达量增加了2倍TaAOC22干旱处理6 h后，表达量减少2倍。

干旱胁迫下ROS的产生导致不同程度的氧化损伤，拟南芥中黄酮类化合物可能作为ROS清除剂[66］．在水稻中，已鉴定的类黄酮生物合成相关基因OsCYP93G1［67),OsCYP93G2［68),OsCYP75B4［69),OsCYP93G2对脱水的反应显著下调[31］．在小麦中，推测的类黄酮生物合成基因TaCYP93G20_7A，TaCYP93G20_7B而且TaCYP93G20_7D在干旱暴露6小时内，表达量下降了5倍以上。4个玉米潜在的类黄酮生物合成基因ZmCYP93G5，ZmCYP93G7，ZmCYP75B57而且ZmCYP75B89表现出明显的下调。抗氧化剂类黄酮的过量积累增强了拟南芥的抗氧化性和耐旱性，但其在禾本科作物中的积累机制尚不清楚。

苯并恶嗪类化合物2,4-二羟基-1,4-苯并恶嗪-3- 1 -葡萄糖苷(DIBOA-glucoside, DIBOA-glucoside)是一种潜在的代谢产物生物标志物，可作为耐旱性指标，在干旱胁迫下小麦的耐旱性降低[70］．它在玉米中的生物合成涉及7种酶(Bx1-Bx5、Bx8和Bx9)，这些酶在吲哚-3-甘油磷酸经序次反应合成diboa -葡萄糖苷中起作用，其中4种酶为CYP450s，分别为ZmCYP71C1v1 (Bx2)、ZmCYP71C2v2 (Bx3)、ZmCYP71C3v2 (Bx4)和ZmCYP71C4 (Bx5) [71］．在本研究中，有明显的下调Bx1系列(Zm00001d048709)和Bx2-Bx5表达,Bx8(Zm00001d048707)和Bx9(Zm00001d031209)表达水平无明显变化。而在小麦，确定Bx2-Bx5［72对应的TaCYP71C9_4A/4 b/U，71−c7_5a/5 b/5 d，71−c6_5a/5 b/5 d而且-71年c8_5a/5 b/5 d在缺水条件下表达水平低。为便于解释，干旱胁迫下cyp450介导的信号通路示意图如图所示。4d。

本研究首次对小麦和玉米CYP450超家族进行了完整的概述，包括蛋白质特征、系统发育、基因结构、染色体定位、重复事件、功能分化和基因表达模式等，为相应物种的基因研究提供了重要特征。并将这些基因在小麦和玉米中进行了比较分析。通过这些分析，我们发现细胞色素P450s在小麦和玉米中属于一个拥有数百到数千个成员的大超家族，并且除了CYP723和CYP729可能在玉米中丢失外，大多数CYP450家族都存在于这两个物种中。通过对小麦CYP450s与玉米CYP450s的系统发育树、保守基序和基因结构的比较分析，发现每个科/亚科都具有特定的特征，这些特征可能具有相关的分子功能，且两个物种中每个科/亚科的特征特征都是保守的。高通量转录组数据在不同发育阶段和干旱胁迫可以提供深入的见解CYP450S在不同生理过程中的作用。在这两个物种中，CYP450S在不同组织中的丰度差异很大，大多数被认为是高度组织特异性的基因。似乎是少数的CYP450S在干旱胁迫下表达差异显著。在分析基因表达谱和共表达网络的基础上，重点讨论了有趣基因的表达模式和功能CYP450s.在小麦和玉米中发现了一些具有共同表达趋势的同源基因，表明这些基因在进化过程中高度保守，可能具有相似的功能。同源基因之间的表达谱也存在差异，揭示了其中一些基因在进化过程中可能丧失功能或获得新的功能。总之，我们的工作首次对小麦和玉米CYP450超家族进行了比较基因组学分析。这些结果不仅扩展了前人关于基因作用的研究成果，而且为研究禾本科作物发育和胁迫生理提供了有价值的信息，并为遗传改良项目提供了前景。

TaCYP450s和ZmCYP450s的鉴定和表征

小麦(TGACv1.32)和玉米(AGPv4.36)蛋白序列从EnsemblPlants数据库中检索[73］．已知CYP450蛋白序列来自Pfam数据库[74(Pfam代码:PF00067)，拟南芥信息资源(TAIR) (https://www.Arabidopsis.org/)、P450网页(http://drnelson.uthsc.edu/cytochromeP450.html)及魏等人发表的报告。[31]用于构建HMM配置文件，并在HMM mer 3.0中实现了hmmbuild [75]，然后用hmmsearch来识别每个基因组(小麦和玉米)中的CYP450蛋白。随后，我们将结果合并并删除冗余序列。为了确认结构域的结构，候选CYP450蛋白序列采用Pfam数据库和ScanProsite服务器[76]，手动剔除CYP450结构域缺失或不完整的序列。然后所有的玉米和小麦候选品种被提交给标准化细胞色素P450命名委员会(David Nelson:dnelson@uthsc.edu)进行统一命名。TMHMM服务器v. 2.0 (http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/)及LocTree3 [77]分别用于预测跨膜区域和亚细胞定位。等电点(pI)和分子量(Mw)由IPC(等电点计算器)估算[78］．利用了Galaxy网络平台MEME工具的程序[79]，以不同母题个数为30，母题宽度为8 ~ 50为参数，对母题组成进行分析。

系统发生树构建及基因结构分析

CYP450蛋白序列来自衣藻reinhardtii(绿藻),Physcomitrella金属盘(苔藓),杨树trichocarpa(杨树),拟南芥(拟南芥)栽培稻(大米),小麦(小麦)和玉米(玉米)通过使用MAFFT与默认参数(−auto) [80］．基于对齐序列，采用FastTree和JTT替换模型构建极大似然树[81]，并使用iTOL进行可视化[82]，并通过1000个自举重复来评估拓扑鲁棒性。此外，利用小麦和玉米基因组已有的注释信息，利用TBtools显示CYP450基因结构[83］．

染色体定位，基因复制，同向性和选择压力分析

根据EnsemblePlants数据库中提供的物理位置，将这些基因映射到染色体上。实现了染色体定位的可视化CYP450使用MapDraw 2.2。同一CYP家族中相距10个基因以内的相邻基因被认为是串联复制基因[31］．利用GoGe SynMap程序对片段复制基因和共程区进行预测[84］．为了探讨复制后基因分化的机制，利用DnaSP 5.0计算重复基因对之间非同义核苷酸取代与同义核苷酸取代的比值(Ka/Ks) [85］．用T = Ks/2λ × 10计算基因对复制事件的时间⁻⁶Mya (λ = 6.5 × 10⁻⁹) [86］．Circos-0.67程序[87]用于可视化玉米和水稻之间的重复区域。

功能分歧估计

采用DIVERGE 3.0软件检测导致CYP450家族功能分化的关键氨基酸位点(CAASs) [88］．i型和ii型功能散度系数(θ_我而且θ₂计算两个所选聚类之间的差异，以衡量功能分歧的水平。如果θ_我而且θ₂显著优于0，说明某些氨基酸在进化过程中可能经历了功能限制的转移(i型功能分歧)或氨基酸理化性质的根本性转变(ii型功能分歧)。然后是后验概率Q的经验截点_k> 0.67用于通过特定部位的后验分析验证功能差异相关部位。

蛋白质二级结构元件的分配及同源性建模

为了更好地了解小麦和玉米CYP450酶的结构和功能关系，选取CYP51、CYP74和CYP97序列作为代表进行比对。二级结构元素分配到相应的对齐序列使用程序ESPript [89]，并根据Gotoh的预测模型手动指示底物识别位点(SRSs) [90］．为筛选同源建模的最佳靶点和模板，将小麦和玉米CYP51、CYP74和CYP97家族的所有序列提交到Phyre2 [91］．模型构建中使用的策略基于模型的置信度、查询序列的覆盖率和目标模板序列的相似性。最后选取TaCYP51G3_2D、ZmCYP51G35、TaCYP74A98_4A、ZmCYP74A39、TaCYP97A59_6B、ZmCYP97A16作为各宗族的最佳代表。的晶体结构建立了TaCYP51G3_2D与ZmCYP51G35、TaCYP74A98_4A与ZmCYP74A39、TaCYP97A59_6B与ZmCYP97A16的同源性模型酿酒酵母利用Phyre2生成了羊毛甾醇14- α去甲基酶(CYP51, PDB: 4LXJ，链:A)、拟南芥烯氧化物合成酶(CYP74A, PDB: 2RCH，链:A)和布氏锥虫羊毛甾醇14- α -去甲基酶(CYP51, PDB: 2X2N，链:B)。为了验证同源性模型的质量，在RAMPAGE服务器上通过Ramachandran图分析评估了立体化学质量和准确性(http://mordred.bioc.cam.ac.uk/~rapper/rampage.php)，以及加州大学洛杉矶分校-能源部结构分析与验证的ERRAT (https://servicesn.mbi.ucla.edu/SAVES/)评价氨基酸环境。UCSF Chimera (http://www.rbvi.ucsf.edu/chimera)被用来可视化三维(3D)结构。

RNA-seq序列比对和表达分析

为了研究小麦和玉米CYP450基因在不同发育阶段的表达及其对干旱胁迫的响应，在ArrayExpress上获得了FASTQ和SAM格式的原始测序数据[92]，登录编号为E-MTAB-4484、E-MTAB-3826和E-MTAB-4198，以及NCBI序列读取档案(SRA)数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra)，注册编号为SRP045409。然后，我们利用HISAT2将每个样本的高质量配对末端reads与小麦参考基因组序列TGACv1和玉米参考基因组序列AGPv4进行比对[93］．唯一映射读的原始计数使用featurets聚合[94］．使用定制的Perl脚本，我们计算了每个基因的TPM(每百万转录本)。对于干旱胁迫，采用Bioconductor包DESeq2进行差异基因表达分析，对2的折变截断值和q值(错误发现率调整)进行差异基因表达分析p-value) < 0.05为有统计学意义的阈值。为了识别不同发育阶段的差异表达基因(DEGs)，计算每个基因在所有组织中表达水平的变异系数(CV)值(CV = S/Xmean，其中S表示标准差，Xmean表示该基因在所有组织中的平均表达量)。在本研究中，以CV≥100%为标准在所有组织中表达的基因为DEGs。的log2变换(TPM + 1)和log2变换的折叠变化值TaPKS用于“pheatmap”软件包生成热图。

植物材料及实时PCR分析

将面包小麦品种TAM 107和玉米自交系B73的种子用1%次氯酸钠表面消毒20分钟，然后用蒸馏水冲洗6次，在室温下黑暗浸泡一夜。在胁迫处理之前，将发芽的种子在水中培养，并在22°C光照16小时，18°C黑暗8小时，湿度50%的生长室中生长。为制造干旱胁迫，用20% (m/V) PEG-6000溶液替换水分，将根系完全覆盖在PEG溶液中，分别对幼苗进行干旱胁迫1 h和6 h，并从新鲜叶片样品中分离总RNA。将玉米种子放在28℃的纸巾上24 h，然后移植到含有蛭石和土壤混合物(1:1,v/v)的花盆中。种子在30°C/25°C(昼夜)、16 h/8 h(明/暗)的温室中生长。在播种4 d后引入渐进式干旱胁迫，水分亏缺至14 d，从地上组织中分离总RNA。分别以小麦肌动蛋白(TRIAE_CS42_1AL_TGACv1_001447_AA0030680)、玉米泛素(Zm00001d047373)、folylpolyglutamate synthase (Zm00001d048514)为内参基因，归一化各反应的Ct值[95，96］．

共表达网络、KEGG和GO富集分析

共表达网络使用R [97］．这些模块是通过逐步构建网络的方法获得的，参数如下:The power = 12, minModuleSize = 30, mergeCutHeight = 0.25。计算每个模块的特征基因值，并用于检验与每个样本的相关性。最后，使用Cytoscape 3.4.0对网络进行可视化[98］．为了进一步研究各模块中基因的功能分布，BioMart数据挖掘工具(http://plants.ensembl.org/biomart/martview/)和BlastKOALA [99]分别得到基因本体(GO)注释和K数。使用OmicShare工具对每个模块进行GO和KEGG富集分析(www.omicshare.com/tools)， q值< 0.05的GO项和KEGG通路被认为有统计学意义。

预测顺式调控元件和miRNA靶标

在上游地区(1500 bp)小麦和玉米的顺式调控元件的研究CYP450使用TBtools提取s。然后将序列提交到PlantCARE数据库，以识别假定的顺式调控元件[One hundred.］．使用psRNATarget服务器识别miRNA的靶标[101]使用默认设置(最大期望= 3，允许的最大能量来解除目标站点(UPE) = 25)。可用的小麦和玉米成熟miRNA序列(119和321)从miRBase数据库下载(第21版)[102的mRNA序列进行匹配助教- - -ZmCYP450s,分别。

支持本文结果的所有数据集都包含在本文及其附加文件中。

阿坝:

脱落酸

BR:

Brassinosteroid

中国农科院的:

关键氨基酸位点

简历:

变异系数

CYP450 P450酶:

细胞色素P450

度:

差异表达基因

FF1:

全株果果形成期果实30 ~ 50%

FF2:

全株果实形成期70%至终果大小

FR:

全株果实成熟期

走:

基因本体论

IFL.02:

花序在开期的1/2

ISE.02:

花序在两个节或节间可见期

ISE.99:

花序在最大茎长达到阶段

是:

Jasmonate

KEGG:

京都基因与基因组百科全书

L3N:

叶在主枝和腋生枝在三节期可见

特性:

子叶出苗期的叶

LF1:

全株果形成期叶30 ~ 50%

远端控制设备:

在子叶出苗期的根

RLP.03:

根在三叶可见期

RSE.99:

根在最大茎长达到阶段

SFL.02:

花期的1/2的茎

SL:

Strigolactone

SRS:

底物识别位点

SSE.00:

茎在茎伸长开始阶段

SSE.02:

茎在二节或节间可见期

助教/ ZmCYP450:

小麦/玉米CYP450

WGCNA:

权重基因共表达网络分析

我们感谢David R. Nelson关于小麦和玉米细胞色素P450基因命名的建议。我们非常感谢将RNA-seq数据提交给公共表达数据库的提供商，这些数据库可以自由应用。我们非常感谢崔茵(上海迈约比奥生物医药科技有限公司)对数据分析所做的巨大贡献。我们也感谢我们实验室的张伟进行了有益的讨论。

没有资金。

1. 李以轩和魏开发对这项工作做出了同样的贡献。

从属关系

1. 闽南师范大学生物科学与技术学院，福建漳州仙前直街36号，363000

   李以轩，魏开发

贡献

KW概念化，设计项目。YL进行了计算分析和RNA-seq表达分析。YL进行实验。YL和KW撰写了手稿。两位作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到甲级写字楼魏．

伦理批准并同意参与

本研究所用的TAM107和玉米自交系B73种子由中国农业大学作物科学研究所和中国农业大学提供。幼苗在清华大学XDX实验室的植物生长室中生长。作者宣布该研究符合机构、国家和国际准则。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

作者宣称他们之间没有利益冲突。

出版商的注意

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