的角色gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba基因家庭在棉花开花gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

在植物中，14-3-3蛋白，也称为一般调节因子（的GRF），由一个大的多基因家族编码，参与蛋白质 - 蛋白质相互作用和各种生理过程中发挥至关重要的作用。NO的全基因组分析gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因家族已在棉花上进行，并且其开花的功能在很大程度上是未知的。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

在本研究中，17,17,31和17 GRF.gydF4y2Ba基因鉴定gydF4y2BaGossypium草本gydF4y2Ba，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba,gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba分别通过基因组分析并指定为gydF4y2BaGheGRFgydF4y2Ba年代,gydF4y2BaGaGRFgydF4y2Ba年代,gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba年代,gydF4y2Ba格尔夫斯gydF4y2Ba,分别。系统发生分析显示，这些蛋白被分为ε和非ε的基团。所识别的基因结构，基序组成，同线性，和重复基因分析gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因为棉花家族的进化提供了深刻的见解。gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因在不同组织中表现出不同的表达模式。酵母双杂交和双分子荧光互补试验表明，GhGRFs与棉花开花位点T同源物GhFT在细胞质和细胞核内互作，而与基本亮氨酸拉链转录因子GhFD仅在细胞核内互作。病毒诱导的基因沉默gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba转基因研究gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba证明了gydF4y2BaGhGRF3/6/9/15gydF4y2Ba抑制开花gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba促进开花。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

在这里，82gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba在棉花中鉴定基因，其基因和蛋白质特征，分类，进化和表达模式被全面和系统地研究。GHGRF3 / 6/9 / 15与GHFT和GHFD互动，形成抑制开花的弗洛登活化复合物。然而，GHGRF14与GHFT和GHFD相互作用，形成促进开花的氟化物活化复合物。结果为进一步研究开花的监管机制提供了基础。gydF4y2Ba

14-3-3蛋白几乎在每个真核生物和组织中高度保守[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba］．在植物中,gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba基因已被最彻底的研究中gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba，其中gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba基因被指定为G-box因子14-3-3同源物(gydF4y2BaGF14gydF4y2Bas)或一般规管因素(gydF4y2Ba的GRFgydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba］．14-3-3蛋白以不同的异构体形式存在，可形成同源和异源二聚体，每个单体由9个反平行排列的α螺旋组成，它们通过n端结合形成二聚体蛋白。每个14-3-3二聚体能够同时与两个不同的靶蛋白相互作用[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

植物中的14-3-3蛋白在普遍存在的生理过程中，例如生长和发育，细胞代谢，信号转导，应激反应，去除饱和度和氮固定。在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba中，T-DNA插入突变体gydF4y2Ba14-3-3μgydF4y2Ba和gydF4y2Ba14-3-3ʋgydF4y2Ba在漫长的日期（LD）条件下延迟开花[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．14-3-3蛋白SGF14c和SGF14l从gydF4y2Ba大豆gydF4y2Ba在大豆结核的早期发育阶段起重要作用[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba］．在香蕉（gydF4y2Ba穆萨acuminatagydF4y2Ba），gydF4y2BaMaGRFgydF4y2Ba在水果发育过程中具有显着的转录反应，采后成熟[gydF4y2Ba10gydF4y2Ba］．14-3-3蛋白也能起到非生物胁迫的响应[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba］．过度表达gydF4y2BaAt14-3-3λgydF4y2Ba在棉花,gydF4y2Baatgrf9.gydF4y2Ba在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba,gydF4y2Ba玉蜀黍GF14-6gydF4y2Ba在水稻(gydF4y2Ba奥雅萨苜蓿gydF4y2Ba）增强干旱抵抗[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba，gydF4y2Ba13gydF4y2Ba，gydF4y2Ba14gydF4y2Ba］．五个gydF4y2BaOSGRF.gydF4y2BaS（gydF4y2BaOsGF14b / C / d / E / FgydF4y2Ba）和三个gydF4y2Bavitis Vinifera Grf.gydF4y2BaS（gydF4y2BaVviGRF15/17 / like2gydF4y2Ba)在冷胁迫下分别有显著的表达变化[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba，gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

近年来，对14-3-3蛋白与其他蛋白相互作用的研究越来越多。例如，西红柿(gydF4y2Ba茄属植物lycopersicumgydF4y2Ba）14-3-3 / 74与SELF-PRUNING蛋白，其同源CENTRORADIALIS在蛋白相互作用gydF4y2Ba金鱼草属植物gydF4y2Ba和终端花朵1gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba．此外，过度表达gydF4y2Ba14-3-3 / 2.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba14-3-3/74gydF4y2Ba基因补充了失去功能gydF4y2Ba自清除gydF4y2Ba［gydF4y2Ba17gydF4y2Ba，gydF4y2Ba18gydF4y2Ba］．过度表达gydF4y2BaGF14C.gydF4y2Ba从gydF4y2Ba植被类型violascensgydF4y2Ba在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba在LD条件下显着延迟开花时间，PVGF14C与开花基因座T（FT）同源物PVFT和缩略图相互作用[gydF4y2Ba19gydF4y2Ba］．与14-3-3蛋白稻FT同系物Hd3a相互作用形成复合物并结合到碱性亮氨酸拉链转录因子OsFD1以形成成花素激活复合物（FAC）和诱导的转录gydF4y2Baosmads15.gydF4y2Ba，的同源物gydF4y2Ba答:芥APETALA1gydF4y2Ba（gydF4y2BaAP1gydF4y2Ba)，导致开花[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．这种相关现象也存在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba［gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．此外，FD蛋白与14-3-3蛋白相互作用需要FD蛋白c端磷酸化基序中的丝氨酸/苏氨酸残基和14-3-3蛋白磷酸化丝氨酸结合袋中的精氨酸残基[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba，gydF4y2Ba22gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

陆地棉（gydF4y2Bagossypium hirsutumgydF4y2Ba）这是一个重要的经济作物，是全球主要栽培纤维作物[gydF4y2Ba23gydF4y2Ba］．克隆和表征的gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba基因gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba吸引了注意力。棉花gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba基因似乎在纤维细胞的起始和伸长、盐和干旱胁迫信号和gydF4y2Ba大丽轮枝菌属gydF4y2Ba反抗 [gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba，gydF4y2Ba27gydF4y2Ba，gydF4y2Ba28gydF4y2Ba］．目前，gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba已经鉴定了几种植物的基因，例如gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba［gydF4y2Ba29gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31gydF4y2Ba)、大米(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba，gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]，gydF4y2BaMedicago truncatulagydF4y2Ba［gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]，gydF4y2Ba植被类型violascensgydF4y2Ba［gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]，大豆[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]和狐尾米勒（gydF4y2BaSetaria Italica.gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．然而，系统的调查gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba尚未报告使用基因组序列和其开花中的功能的家庭成员gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

在这项研究中，82gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba从基因组数据中鉴定基因gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba,gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba通过全基因组鉴定。我们分析了它们的染色体分布、系统发育关系、基因结构、基序、共同、复制基因和启动子gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba- 详细的元素。表达概况gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba胚珠和纤维在不同发育阶段的各种器官中的基因综合表征，生化实验证实，GHGRF蛋白与棉FT同源物的蛋白质与Bzip转录因子FD同源GHFD相互作用以形成ACA。此外，我们的转基因研究表明gydF4y2BaGHGRF3gydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF6.gydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF9gydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba,gydF4y2BaGhGRF15gydF4y2Ba与开花有关。本研究结果为进一步的功能表征提供了基础gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba棉花的基因家族与遗传改良。gydF4y2Ba

鉴定和染色体分布gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba棉花家族基因gydF4y2Ba

从四种棉花种类的基因组数据库中鉴定了总共24,24,45和61 GRF蛋白序列，gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba,gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba分别使用隐马尔可夫模型（HMM）搜索。保守域数据库和PFAM用于进一步证实14-3-3结构域的存在。除去部分和冗余序列后，17,17,31和17个电位gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因由全基因组鉴定gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba,gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba,分别。总的来说,31gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba根据他们的亲缘关系和氨基酸序列相似性与GRF蛋白命名gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba平。如果A或D亚基因组的氨基酸序列与gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2BaGRF成员，他们被命名为相应的gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba名称，如atgrf1和ghgrf1-a / d。因为只有13个GRFgydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba，包含相同14-3-3域的其余成员被命名为GhGRF14-17-A /D(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba：表S1）。从二倍体棉花基因组中公认的GRF蛋白被命名为相应名称的基础上，gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba(附加文件gydF4y2Ba2gydF4y2Ba：表S2）。棉中鉴定的GRF蛋白范围为148至421氨基酸。它们的分子量范围为17至105 kda，等电点为4.48至6.55（附加文件gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba：表S3）。gydF4y2Ba

棉花gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因并没有分布在所有13条染色体上。在gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba, 17gydF4y2BaGheGRFgydF4y2Ba基因位于七种不同的染色体上，染色体05具有五种基因（gydF4y2BaGheGRF1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba），而染色体01（gydF4y2BaGheGRF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba16gydF4y2Ba），03（gydF4y2BaGheGRF4gydF4y2Ba和gydF4y2Ba6gydF4y2Ba），06（gydF4y2BaGheGRF9gydF4y2Ba和gydF4y2Ba12gydF4y2Ba），07（gydF4y2BaGheGRF7gydF4y2Ba和gydF4y2Ba18gydF4y2Ba）和13（gydF4y2BaGheGRF14gydF4y2Ba和gydF4y2Ba17gydF4y2Ba)各包含两个基因。gydF4y2BaGheGRF15gydF4y2Ba位于04染色体上（附加文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba:图S1a)。在gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，第10号染色体包含三个基因(gydF4y2BaGaGRF5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba和gydF4y2Ba10gydF4y2Ba），而染色体01（gydF4y2BaGaGRF7gydF4y2Ba和gydF4y2Ba13gydF4y2Ba），04（gydF4y2Bagagrf1-1.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba11gydF4y2Ba），08（gydF4y2BaGaGRF9gydF4y2Ba和gydF4y2Ba14gydF4y2Ba), 12 (gydF4y2BaGAGRF1-2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba15gydF4y2Ba）和13（gydF4y2BaGaGRF12gydF4y2Ba和gydF4y2Ba17gydF4y2Ba)各包含两个基因。的基因gydF4y2BaGaGRF6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba,gydF4y2Ba2gydF4y2Ba位于染色体03,05和07上（附加文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba中：图S1b中）。在gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba，染色体A02，D02，A03，A04，D04，D06和A07各自含有一种基因，gydF4y2BaGHGRF6-A.gydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF6-D.gydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF4-AgydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF15-A.gydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF15-D.gydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF9-D.gydF4y2Ba,gydF4y2BaGhGRF7-AgydF4y2Ba,分别。在染色体A01上发现两个基因（gydF4y2BaGhGRF2-AgydF4y2Ba和gydF4y2Ba16gydF4y2Ba），D01（gydF4y2BaGhGRF2-DgydF4y2Ba和gydF4y2Ba16 dgydF4y2Ba), A06 (gydF4y2BaGHGRF9-A.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba14 agydF4y2Ba），A13（gydF4y2BaGHGRF12-A.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba17岁的人一gydF4y2Ba）和D13（gydF4y2BaGHGRF12-D.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba17 dgydF4y2Ba）.此外，三个基因（gydF4y2BaGHGRF3-D.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5-D.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7-D.gydF4y2Ba）位于D07染色体上，并在染色体A05上进行五种基因（gydF4y2BaGhGRF1-AgydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11-AgydF4y2Ba,gydF4y2Ba13-AgydF4y2Ba)及D05 (gydF4y2BaGhGRF1-DgydF4y2Ba，gydF4y2Ba8 dgydF4y2Ba，gydF4y2Ba10 dgydF4y2Ba，gydF4y2Ba11-dgydF4y2Ba,gydF4y2Ba13-dgydF4y2Ba)(额外的文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba:图就是S1c)。同样的，09号染色体有最多的gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因（gydF4y2BaGrGRF1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10gydF4y2Ba，gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba13gydF4y2Ba），其次是染色体01，具有三种基因（gydF4y2BaGrGRF3gydF4y2Ba，gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba7gydF4y2Ba）.染色体02（gydF4y2BaGrGRF2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba16gydF4y2Ba), 05年(gydF4y2BaGrGRF6gydF4y2Ba和gydF4y2Ba19gydF4y2Ba）和13（gydF4y2BaGRGRF12gydF4y2Ba和gydF4y2Ba17gydF4y2Ba）含有两个基因，以及最后三种基因（gydF4y2BaGRGRF18gydF4y2Ba，gydF4y2Ba9gydF4y2Ba,gydF4y2Ba15gydF4y2Ba）分别位于染色体06,10和12上（附加文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba：图。S1D）。gydF4y2Ba

棉花GRF系列成员的多序列对准和系统发育分析gydF4y2Ba

氨基酸序列比对所述多个显示在棉花GRF蛋白质二级结构9α螺旋，其中α3和α4的是最长的（附加文件gydF4y2Ba5gydF4y2Ba：图。S2）。检查进化关系gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba在棉花的基因家族成员中，我们构建了一个与邻居连接的系统发育树[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba[方法使用17gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba, 17gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，31 g .分子gydF4y2Ba, 17gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba, 13gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba，8米，14米gydF4y2BaPopulus Trichocarpa.gydF4y2Ba，7gydF4y2BaBroachypodium distachyon.gydF4y2Ba和8个FOXTAIL小米构件的GRF氨基酸序列（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.将132克雷蛋白分为两个主要组：ε和非ε。根据系统发育关系，四种GRF蛋白gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba(GheGRF9、10、11和14)，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba（GAGRF9,11,11和12）和gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba(GrGRF9, 10, 11和12)，以及来自gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba(GhGRF9-A, 10-A, 11-A, 12-A, 9-D, 10-D, 11-D, 12-D)， 5个gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba(AtGF9, 10, 11, 12和13)，2来自大米(OsGF14g和h)， 7来自大米gydF4y2Bap . trichocarpagydF4y2Ba（PTGRF9A，9B，11A，11B，12A，12B和13），一种形式gydF4y2Bab . distachyongydF4y2Ba(BdGF14g)和谷子(SiGRF8)是由ε组基因编码的。另外96gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因属于非ε组。gydF4y2Ba

分析棉花gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因结构和GRF蛋白基序gydF4y2Ba

基因结构分歧在基因家族的演变中起主要作用。表征基因结构gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba4个基因gydF4y2BaGossypiumgydF4y2Ba种，构建系统发育树(图。gydF4y2Ba2gydF4y2Baa），和82的外显子结构gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因进行了分析。的gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因含有两到七个外显子，其中非ε组具有20个基因，具有五到七个外显子，而ε组成员具有两到五个外显子（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Bab).棉花ε群和非ε群的外显子-内含子结构的多样性表明了棉花ε群和非ε群扩展和进化的差异gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因。ε组中，由5个外显子组成的基因来自异源四倍体gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba,如gydF4y2BaGhGRF1-AgydF4y2Ba和gydF4y2BaGhGRF13-DgydF4y2Ba，表明ε群成员在多倍体化过程中获得了额外的外显子。gydF4y2Ba

使用在线MEME计划从棉GRF蛋白鉴定出七个保守的图案[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba]并进一步通过Interpro注释[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba］．基序长度为21 ~ 50个氨基酸，基序1、2、3、4被注释为14-3-3蛋白结构域(附加文件)gydF4y2Ba6gydF4y2Ba:表S4)。Motifs 3和6存在于棉花GRF蛋白中，具有高度保守性，可能是基因功能所必需的。在ε组中，大多数GRF蛋白在N端和C端分别含有基序4和7。大多数非ε基团在N端都有基序4或基序7，在C端都有基序1(图1)。gydF4y2Ba2gydF4y2BaC）。ε和非ε基团之间的图案结构的差异可以反映其功能多样性。gydF4y2Ba

棉花的同源和复制基因分析gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因gydF4y2Ba

以推断其系统发育机制gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba家庭gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba，我们构建了比较同期地图gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba和其他三个人一起gydF4y2BaGossypiumgydF4y2Ba的A亚基因组gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba具有二倍体a基因组的棉花gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba和gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba的D亚基因组gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba用亚基组和二倍体D-基因组gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.总共20个和15个gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因从一个gydF4y2Ba_tgydF4y2Ba-subgenomegydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba表现出同位关系gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba和gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba分别为19岁和17岁gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba来自D的基因gydF4y2Ba_tgydF4y2Ba-subgenomegydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba显示与亚基因组中的那些关系gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba分别(无花果。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba和附加文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba:表S5)。一些gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因形成两个或三个同位基因对(特别是在AgydF4y2Ba_tgydF4y2Ba-subgenomegydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba和d exguomegydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba，和AgydF4y2Ba_tgydF4y2Ba-subgenomegydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba和gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba),比如gydF4y2BaGhGRF4-AgydF4y2Ba和gydF4y2BaGHGRF15-A.gydF4y2Ba从一个gydF4y2Ba_tgydF4y2Ba-subgenomegydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba．我们假设这些基因在演变中发挥了重要作用gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因家庭。gydF4y2Ba

基因复制通常被认为是产生进化新事物和产生新的基因功能的必要物质来源[gydF4y2Ba39gydF4y2Ba，gydF4y2Ba40gydF4y2Ba］．基因组重复分析显示，12,12,49和15对重复gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因对（附加文件gydF4y2Ba8gydF4y2Ba：表S6）。为了更好地了解这个基因家族的选择性进化压力，非同义词（gydF4y2BaK agydF4y2Ba)和同义词(gydF4y2Baks.gydF4y2Ba)计算这些基因对的替代率(附加文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba：表S5和附加文件gydF4y2Ba8gydF4y2Ba：表S6）。所有四种棉质物种中的副寄生对gydF4y2BaK agydF4y2Ba/gydF4y2Baks.gydF4y2Ba < 1, suggesting that the cottonGRF.gydF4y2Ba基因家族在进化期间经历了强烈的净化选择（附加文件gydF4y2Ba9gydF4y2Ba：图。S3A）。除了对之外的同期基因对gydF4y2BaGHGRF9-D.gydF4y2Ba和gydF4y2BaGrGRF9gydF4y2Ba的D亚基因组gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba和gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba，分别经历了正向选择(gydF4y2BaK agydF4y2Ba/gydF4y2Baks.gydF4y2Ba > 1), having evolved under purifying selection (K agydF4y2Ba/gydF4y2Baks.gydF4y2Ba < 1) (Additional file9gydF4y2Ba：图。S3B）。gydF4y2Ba

的预测gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-棉花中的作用元素gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba启动子gydF4y2Ba

确定调控机制是否受gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba表演的元素gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba推动者，分析了翻译开始部位上游的序列2.0-KB。一些推定gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-elements在四gydF4y2BaGossypiumgydF4y2Ba物种可能参与各种反应，如光、厌氧诱导、茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸、水杨酸和生长素。在这些元素中，光响应元素的响应最为丰富，其次是厌氧诱导和meja响应gydF4y2Ba10gydF4y2Ba:图S4)。gydF4y2Ba

总计25gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba识别出与光响应能力相关的元素，包括AE-Box，GTGGC-MOTIF，GT1-MOTIF，BOX 4，TCT-MOTIF，G-BOX，SP1，MRE和I-BOX。发现了一些胃肠杆菌素响应元素，包括TATC盒，P-BOX和GARE-MOTIF。两种Meja响应元件（CGTCA-MOTIF和TGACG-MOTIF），生长素响应元件（AUXRRR-CORE和TGA元素），胚乳表达元素（GCN4-基序和AAAC-MOTIF），以及水杨酸 - 响应元件（TCA- 确定了和撒拉尔）。观察到厌氧感应元件，例如Ares。此外，还存在其他非生物应激响应因素，如MB，昼夜昼夜昼夜，LTR，WUN-MOTIF和富含TC的重复（附加文件gydF4y2Ba11gydF4y2Ba：图。S5）。gydF4y2Ba

表达概况gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba

分析被识别对象的表达模式gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba本研究选取棉花不同发育阶段的根、茎、叶、萼片、花瓣、雌蕊、花丝、胚珠和纤维等15个组织中的基因，并利用已发表的RNA-seq数据(PRJNA490626)分析其表达水平[gydF4y2Ba41gydF4y2Ba］．总的来说,31gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba小号表现出所研究的组织（差异表达水平图。gydF4y2Ba4gydF4y2Ba一种）。每百万次映射读取（FPKM）的外显子模型每千碱基碎片的值gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因（gydF4y2BaGhGRF12gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF12gydF4y2Ba-gydF4y2BaDgydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF13gydF4y2Ba-gydF4y2BaDgydF4y2Ba,gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba)在一些组织中等于0，两个基因(gydF4y2BaGHGRF2gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和gydF4y2BaGhGRF13gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba）有0 GHGRF.gydF4y2Ba所有15个样品中检测到的s均大于1(附加文件gydF4y2Ba12gydF4y2Ba：表S7）。十五gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因在所有测试组织中高度表达，包括gydF4y2BaGHGRF5gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2Baghgrf8gydF4y2Ba-gydF4y2BaDgydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF11gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF11gydF4y2Ba-gydF4y2BaDgydF4y2Ba，gydF4y2BaGhGRF15gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2BaGhGRF15gydF4y2Ba-gydF4y2BaDgydF4y2Ba，这表明他们参与了棉花增长和发展的整个过程。九gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba与15个高表达基因相比，基因在所有组织中的表达水平都相对较低。然而，表达水平gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba8 -gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba和gydF4y2BaGHGRF6.gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2BaGHGRF6.gydF4y2Ba-gydF4y2BaDgydF4y2Ba开花后0 d和1 d胚珠中15个基因的表达量与胚珠相似。七个gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因的表达水平比这些基因低，但是gydF4y2Baghgrf14-agydF4y2Ba在根、茎、花瓣和胚珠中大量表达。因此，它们可能会发挥重要作用作为特定于组织的调节因子。gydF4y2Ba

随后，对6个具有代表性的样本进行了实时荧光定量PCR (qRT-PCR)实验gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因进一步验证转录组数据的可靠性。在0dPa处的根，茎，叶，胚珠和20dPa的纤维被用作样品（图。gydF4y2Ba4gydF4y2Bab）。gydF4y2BaGHGRF3-D.gydF4y2Ba和gydF4y2Baghgrf14-agydF4y2Ba在根、茎、叶和0-DPA胚珠中高表达，而gydF4y2BaGhGRF4-AgydF4y2Ba，gydF4y2BaGHGRF9-A.gydF4y2Ba,gydF4y2BaGHGRF15-D.gydF4y2Ba在根、茎、叶和20-DPA胚珠中高表达。gydF4y2BaGHGRF6-A.gydF4y2Ba在叶片中表达量最低。qRT-PCR结果与转录组数据基本一致，普遍表达谱表明gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因参与棉花不同的发展控制。gydF4y2Ba

GHTT和GHFD与每个GHGRF蛋白的相互作用gydF4y2Ba

含有Hd3a、FD和14-3-3的FAC的形成在介导开花中至关重要[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba22gydF4y2Ba］．系统发育树分析表明，31种GHGRF同源物明显分为五个分支（图。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba一种）。为了确定这些GHGRFS在Upland棉中形成FACS，我们选择了来自五种不同分支的每一个的代表性GHGRF蛋白，并进行了酵母双杂交（Y2H）实验。高地棉花的GHFT和GHFD与选定的GHGRF蛋白，GHGRF3-D，GHGRF6-A，GHGRF9-A，GHGRF14-A和体外GHGRF15-D相互作用（图。gydF4y2Ba5gydF4y2Bab和c)。随后，我们利用双分子荧光互补(BiFC)实验进一步验证了它们的相互作用gydF4y2Ba尼古利亚娜·宾夕法尼亚州gydF4y2Ba(无花果。gydF4y2Ba5gydF4y2Ba此外，在细胞质和细胞核中检测到GhFT-GhGRF相互作用，GhFD-GhGRF蛋白的荧光信号定位于细胞核。由于GhGRF与GhFT和GhFD相互作用，因此我们推断这5种GhGRF蛋白与GhFT和GhFD相互作用形成5种不同的FACs。此外，根据Y2H实验评估，其他GhGRF蛋白也与GhFT相互作用(附加文件)gydF4y2Ba13gydF4y2Ba：图。S6），建议GHTFS与GHTT和GHFD形成FACS。gydF4y2Ba

5 .沉默的效果gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba开花时间的基因gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba

探索可能的角色gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba本研究采用病毒诱导基因沉默(VIGS)实验。开花的时间gydF4y2BaGHGRF3gydF4y2Ba- - 6gydF4y2Ba- - 9gydF4y2Ba和 - 15gydF4y2Ba-silenced植物早于对照植物（图。gydF4y2Ba6gydF4y2Baa-d和附加文件gydF4y2Ba14gydF4y2Ba:图S7a-d)。然而，开花的时间在gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba-沉默植物比对照植物晚得多(图。gydF4y2Ba6gydF4y2Bae和附加文件gydF4y2Ba14gydF4y2Ba：图。S7E）。使用QRT-PCR进行基因转录分析显示每个表达水平gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba相应的沉默植物中显着降低（图。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba缩略词）。此外，表达水平的花卉营商 - 身份基因，gydF4y2BaAP1gydF4y2Ba同源物gydF4y2BaGHAP1.gydF4y2Ba（gh_d13g0878）和gydF4y2Baconstans过表达抑制因子1gydF4y2Ba（gydF4y2BaSOC1gydF4y2Ba)同系物gydF4y2BaGhSOC1gydF4y2Ba（GH_A11G0755）在棉花上升起来gydF4y2BaGHGRF3gydF4y2Ba- - 6gydF4y2Ba- - 9gydF4y2Ba和 - 15gydF4y2Ba- 植物，而他们在下调gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba-silenced plants(附加文件gydF4y2Ba14gydF4y2Ba：图。S7F-O）。gydF4y2Ba

异位表达的影响五gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba转基因植物开花时间的基因gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba

进一步展示五个功能gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba我们构建了由花椰菜花叶病毒驱动的过表达载体gydF4y2Ba35个年代gydF4y2Ba启动子并产生相应的转基因gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba植物。转基因植物过表达gydF4y2BaGHGRF3gydF4y2Ba- - 6gydF4y2Ba- - 9gydF4y2Ba和 - 15gydF4y2Ba与野生型(Col-0)相比，LD条件下开花延迟(图2)。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba一种）。莲座叶的数量和开花时间gydF4y2BaGHGRF3gydF4y2Ba- - 6gydF4y2Ba- - 9gydF4y2Ba和 - 15gydF4y2Ba转基因植株的数量大于野生型植株(图。gydF4y2Ba7gydF4y2BaB和c）。然而，gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba-过表达的植株比野生型(Col-0)开花早。gydF4y2Ba7gydF4y2Bad)，莲座叶数和开花时间均小于野生型(图。gydF4y2Ba6E和fgydF4y2Ba）.调查开花时间是否与表达水平有关gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因在转基因gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba的转录水平gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba采用qRT-PCR检测同源转基因株系中的基因。的表达式级别gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因在转基因植物中显著增加(附加文件gydF4y2Ba15gydF4y2Ba：图。S8A和B）。花卉营商 - 身份基因，gydF4y2BaAtAP1gydF4y2Ba和gydF4y2BaAtSOC1gydF4y2Ba，被下调gydF4y2Ba35秒：ghgrf3gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35秒：ghgrf6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35秒：ghgrf9.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba35 s: GhGRF15gydF4y2Ba转基因植物，而它们在gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba过表达植物（附加文件gydF4y2Ba15gydF4y2Ba：图。S8C-F），与其开花时间相关。这些结果与沉默五的效果一致gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba在开花的调节中的基因，表明它们具有开花调节的作用。gydF4y2Ba

14-3-3蛋白在真核生物中高度保守[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]，并且可以形成二聚体和异二聚体[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]，能够同时与两种不同的靶蛋白相互作用以形成复合物[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba7gydF4y2Ba］．因此，它们对许多植物的生物学进展都有很大的影响。近年来,gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba已在许多植物种类中鉴定和研究科[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．迄今为止，虽然研究了gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba家庭成员在gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba已经演出过，它主要集中在gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba在纤维开发和压力响应中[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba，gydF4y2Ba27gydF4y2Ba，gydF4y2Ba28gydF4y2Ba］．然而，对其在开花中的功能进行全面系统的分析和研究还很有限。gydF4y2Ba

的保守和多样的功能gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba棉花基因家族gydF4y2Ba

在这项研究中，全基因组分析确定了17、17、31和17gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba，gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba,gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba分别在烤织根数据库中。发现暗示了gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因在四倍体中经历了膨胀gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba与二倍体相比gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba，gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba,gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba．上与其他植物的系统发育关系的基础上，GRF蛋白分为ε和非ε组（图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)，这与之前对水稻的研究一致[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]，gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba［gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]，杨树[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba,香蕉gydF4y2Ba10gydF4y2Ba和大豆[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba］．基因结构分析表明，非ε组成员通常具有比ε个组成员更少的外显子和内含子（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Bab），其在其他物种中也发现[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba32gydF4y2Ba，gydF4y2Ba44gydF4y2Ba[图]，并且图案分析表明ε和非ε基团具有不同的基序结构，这表明其功能多样性（图。gydF4y2Ba2gydF4y2BaC）。gydF4y2Ba

一些gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因形成一个以上的同位基因对，例如gydF4y2BaGhGRF4-AgydF4y2Ba和gydF4y2BaGHGRF15-A.gydF4y2Ba暗示他们在演变中发挥了重要角色（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba和附加文件gydF4y2Ba7gydF4y2Ba:表S5)。陆地棉的重复基因对比二倍体棉多。这与扩张有关gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因gydF4y2Bag .,gydF4y2Ba都经过了净化选择(附加文件gydF4y2Ba8gydF4y2Ba:表S6和附加文件gydF4y2Ba9gydF4y2Ba：图。S3A）。推定gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-要点gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因在四gydF4y2BaGossypiumgydF4y2Ba物种参与各种响应，表明其功能多样性（附加档案gydF4y2Ba10gydF4y2Ba:图S4)。gydF4y2Ba

表达谱显示gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Bas在所有研究组织中都有差异表达(图。gydF4y2Ba4gydF4y2Baa).总共，15gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因在所有测试组织中都高度表达，其次是9个gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因，表明这些基因参与了棉花生长和发育的全过程。七个gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因表达较低或在一些组织中不表达。特别，gydF4y2Baghgrf14-agydF4y2Ba在根、茎、花瓣和胚珠中大量表达。此外,一些gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2BaS表现出组织特异性表达，例如gydF4y2BaGHGRF6.gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba/gydF4y2BaDgydF4y2Ba，gydF4y2Baghgrf8gydF4y2Ba-gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba,gydF4y2Baghgrf14-agydF4y2Ba．这种现象在一些国家也存在gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba其他植物的基因。的表达gydF4y2Ba一般调控因子1-G箱因子14-3-3同源物同系成像池gydF4y2Ba（gydF4y2BaGRF1-GF14xgydF4y2Ba)gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba在根，花，角果，和吸涨的种子，而不是叶或子叶[已检测gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba］．在switchgrass中（gydF4y2BaPanicum Virgatum.gydF4y2Ba），gydF4y2Bapvgf14a.gydF4y2Ba在荨麻疹的情况下表达高度表达gydF4y2BaPvGF14rgydF4y2Ba在花序分生组织和花序的小花中高度表达[gydF4y2Ba45gydF4y2Ba］．在葡萄,gydF4y2BaVviGRF12gydF4y2Ba在某些花器官中表现出高水平的表达[gydF4y2Ba16gydF4y2Ba］．的多样性gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba表达水平表明，在进化期间可能出现了功能分化。gydF4y2Ba

多元化通过GhFT，GhFD形成三元复合物，并且在棉每个GRF蛋白gydF4y2Ba

14-3-3蛋白与开花时间调节蛋白结合，例如FT [gydF4y2Ba46gydF4y2Ba，gydF4y2Ba47gydF4y2Ba，gydF4y2Ba48gydF4y2Ba),gydF4y2Ba概要gydF4y2Ba［gydF4y2Ba8gydF4y2Ba］．GhFT定位于细胞质和细胞核，FT与细胞核中的FD相互作用[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba50gydF4y2Ba］．在本研究中，我们确定GhGRF3/6/9/14/15在细胞质和细胞核中与GhFT相互作用(图。gydF4y2Ba5gydF4y2Bad），而它们在核中与GHFD相互作用（图。gydF4y2Ba5gydF4y2Bae).结果表明GhFT、GhFD和GhGRF个体蛋白在细胞核中形成不同的FACs。FACs的形成在其他物种中也有报道。在水稻中，14-3-3蛋白与细胞质中的Hd3a相互作用，并转移到细胞核，在那里它与OsFD结合形成FAC。如果OsFD1被招募，那么FT-14-3-3-FD1的功能是促进开花，而如果OsFD2被招募，那么FAC在水稻叶片发育中起作用[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba］．在gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba，Ft蛋白与14-3-3和FD蛋白结合，形成活性FT-14-3-3-FD复合物，促进开花[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．土豆(gydF4y2BaSolanum Tuberosum.gydF4y2Ba)、Hd3a同源物StSP6A和马铃薯fd样蛋白StFDL1与匍匐茎尖端的St14-3-3 s相互作用，形成fas样复合物，启动块茎形成[gydF4y2Ba51gydF4y2Ba］．FACS的多功能性提供了进一步研究功能多样性的方向gydF4y2Ba14-3-3gydF4y2Ba基因。此外，Y2H实验证实所有鉴定的GhGRF蛋白都与GhFT相互作用(Additional file)gydF4y2Ba13gydF4y2Ba：图。S6），表明GHGRF蛋白与GHFT和GHFD相互作用，形成运动各种功能的FACS。这种假设需要进一步研究。gydF4y2Ba

通过GRF形成的FACS在棉花中促进或延迟开花gydF4y2Ba

由成花素FT、14-3-3蛋白和FD组成的FAC通过激活下游靶基因促进开花[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．结果表明，GhGRF3/6/9/14/15与GhFT和GhFD在细胞核内形成了5个FACsgydF4y2BaGhGRF3/6/9/15gydF4y2Ba棉花的沉默促进了表达gydF4y2BaGHAP1.gydF4y2Ba和gydF4y2BaGhSOC1gydF4y2Ba，造成早开花。相比之下，gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba沉默抑制了表达式gydF4y2BaGHAP1.gydF4y2Ba和gydF4y2BaGhSOC1gydF4y2Ba，导致晚开花(图。gydF4y2Ba6gydF4y2Ba和附加文件gydF4y2Ba14gydF4y2Ba:图S7)。此外，过度表达gydF4y2BaGhGRF3/6/9/15gydF4y2Ba抑制的表达gydF4y2BaAtAP1gydF4y2Ba和gydF4y2BaAtSOC1gydF4y2Ba，导致晚开花，而gydF4y2BaGhGRF14gydF4y2Ba激活gydF4y2BaAtAP1gydF4y2Ba和gydF4y2BaAtSOC1gydF4y2Ba在LD条件下促进早期开花（图。gydF4y2Ba7gydF4y2Ba和附加文件gydF4y2Ba15gydF4y2Ba:图S8)。这些数据表明，ghgrf作为FACs的组成部分，在控制棉花开花期方面起着至关重要的作用。gydF4y2Ba

我们对由GhFT、GhFD和五个GhGRF蛋白组成的三元FACs的模型表明，FACs在调控开花中的作用是由GhGRF蛋白决定的(图)。gydF4y2Ba8gydF4y2Ba）.当GHFT，GHFD和GHGRF3 / 6/9 / 15之间发生相互作用时，FACS通过下调花卉标识基因的表达（例如）抑制开花gydF4y2BaAP1gydF4y2Ba和gydF4y2BaSOC1gydF4y2Ba．然而，当FAC通过GHFT，GHFD和GHGRF14之间的相互作用形成时，转录gydF4y2BaAP1gydF4y2Ba和gydF4y2BaSOC1gydF4y2Ba同源物被上调以促进开花。我们的研究结果表明，GHGRFS通过与GHTT和GHFD的FACS形成开花时间。总之，我们确定棉花功能中的FACS作为开花的激活剂或阻遏物，我们揭示了一种开花调节的机制gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

在这项研究中，82gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba从4种棉花(gydF4y2BaGossypiumgydF4y2BaSPP。）通过基因组分析。所有GRF蛋白质含有保守的14-3-3结构域，并根据其在其他植物物种的GRF的系统发育关系的基础上分为两组。他们的结构特征，进化，gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-Acting元素，表达配置文件揭示了保护和多样性gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba棉花的基因功能。此外，我们发现GhGRFs与GhFT和GhFD蛋白相互作用，在细胞核内形成FACs，通过调控花分生组织特性基因的表达，促进或抑制开花gydF4y2BaAP1gydF4y2Ba和gydF4y2BaSOC1gydF4y2Ba同系物。研究结果表明，FACs在棉花中的功能多样化，为进一步研究其功能机制奠定了基础gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba年代。gydF4y2Ba

植物材料gydF4y2Ba

棉花种子(gydF4y2Bag .分子gydF4y2Bal .简历。XLZ 33)于2019年夏季在新疆石河子自然条件下大田种植。种子的灭菌和栽培方法，以及生长条件gydF4y2Ba答:芥gydF4y2Ba哥伦比亚(Col-0)和该研究中使用的转基因植物，如前所述[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba52gydF4y2Ba］．植物或种子样本的收集遵守相关制度，国家和国际准则和法律。gydF4y2Ba

用于基因表达分析中，Col-0中的新鲜树叶和转基因株系在植物生长室中LD条件下收获。一个ll collected samples were frozen immediately in liquid nitrogen and stored at − 80 °C.

RNA提取和QRT-PCR分析gydF4y2Ba

使用RNAprep pure Plant Kit (Tiangen, Beijing, China)分离每个样本的总RNA，并按照制造商的协议用RNase-free DNase (Tiangen)处理。如前所述，对提取的总RNA的质量、数量和完整性进行了评估[gydF4y2Ba49gydF4y2Ba］．采用上标第一链合成系统(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)将总RNA反转录为cDNA。使用SYBR Green Master Mixture (CWBIO，北京，中国)在Applied Biosystems公司7500 Fast Real-Time PCR系统(Life Technologies, Foster City, CA, USA)上进行qRT-PCR，如前所述[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba］．PCR扩增系统和程序如前所述[gydF4y2Ba52gydF4y2Ba］．本研究使用的引物列于附加文件中gydF4y2Ba16gydF4y2Ba:表S8。所有qRT-PCR检测作为独立的生物学重复重复3次。用2gydF4y2Ba^{-ΔCtgydF4y2Ba}方法 [gydF4y2Ba54gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

鉴定gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba棉花基因家族gydF4y2Ba

A.gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba基因组的二倍体gydF4y2BaG.草本gydF4y2Ba［gydF4y2Ba55gydF4y2Ba),一个gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba基因组的二倍体gydF4y2BaG. Arboreum.gydF4y2Ba［gydF4y2Ba56gydF4y2Ba]，（广告）gydF4y2Ba_1gydF4y2Ba四倍体的基因组gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba［gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]和dgydF4y2Ba_5gydF4y2Ba基因组的二倍体gydF4y2BaG. Raimondii.gydF4y2Ba［gydF4y2Ba58gydF4y2Ba]下载自科通根(gydF4y2Bahttps：//www.ctongen.org/gydF4y2Ba）.从PFAM数据库下载的HMM文档（gydF4y2Bahttp://pfam.sanger.ac.uk/gydF4y2Ba)，用以识别gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba在TBTOOLS中使用简单的HMM搜索的四种棉种基因组数据库的基因[gydF4y2Ba59gydF4y2Ba］．所有预测的GRF蛋白序列提交到NCBI Batch CD-Search (gydF4y2Bahttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgigydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba60gydF4y2Ba]及pam (gydF4y2Bahttps://pfam.xfam.org.gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba61gydF4y2Ba]确认14-3-3域。部分和冗余序列都是手动删除的。MapInspect软件（gydF4y2Bahttp://mapinspect.software.informer.com/gydF4y2Ba）用于在染色体上定位这些基因。此外，使用expasy测定GRF蛋白的分子量和等电点（gydF4y2Bahttp://web.expasy.org/compute_pi/gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba62gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

多序列比对和系统发育分析gydF4y2Ba

利用CLUSTALX程序对棉花中鉴定的GRF家族成员的氨基酸序列进行比对[gydF4y2Ba63gydF4y2Ba］．14-3-3 s全长氨基酸序列来源于gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba、大米、gydF4y2Bap . trichocarpagydF4y2Ba，gydF4y2Bab . distachyongydF4y2Ba系统发育分析采用MEGA5.1 [gydF4y2Ba36gydF4y2Ba[邻居加入方法，具有1000个引导复制。最后，在线工具Evolview（gydF4y2Bahttp://www.evolgenius.info/evolview/gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba64gydF4y2Ba，用于阐明和构建系统发育树。gydF4y2Ba

基因结构，保守的基序，并启动分析gydF4y2Ba

的外显子-内含子结构gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba使用基因结构显示服务器版本2.0生成基因（gydF4y2Bahttp://gsds.cbi.pku.edu.cn/gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba65gydF4y2Ba］．MEME软件（gydF4y2Bahttp://meme-suite.org/tools/memegydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba37gydF4y2Ba用来鉴定保守的棉GRF蛋白质基序。它还确定了最大矩阵数为七个，最佳宽度为6至50.使用Interpro数据库进一步注释棉GRF蛋白中的预测图案（gydF4y2Bahttp://www.ebi.ac.uk/interpro/gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba38gydF4y2Ba］．plantcare数据库（gydF4y2Bahttp://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba66gydF4y2Ba]用于搜索潜力gydF4y2BaCIS.gydF4y2Ba-调控元件在2.0 kb启动子区域。gydF4y2Ba

共序和基因重复分析gydF4y2Ba

显示同步关系gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因之间gydF4y2Bag .分子gydF4y2Ba和其他三种分析的棉花种类，同步地图使用来自Tbtools的多个同步绘图软件构建[gydF4y2Ba59gydF4y2Ba］．blast搜索，e值< 1 × 10gydF4y2Ba^{−5gydF4y2Ba}进行了识别重复gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因。定义为重复基因需要满足以下两个条件:两个序列的比对区域>占长序列的80%，比对区域>的同一性为90% [gydF4y2Ba67gydF4y2Ba］．的gydF4y2BaK agydF4y2Ba和gydF4y2Baks.gydF4y2Ba替代正交和同源对的gydF4y2BaGRF.gydF4y2Ba基因使用DnaSP软件[计算gydF4y2Ba68gydF4y2Ba］．使用选择性压力gydF4y2BaK agydF4y2Ba/gydF4y2Baks.gydF4y2Ba比率。gydF4y2Ba

表达式分析gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba使用RNA-Seq的基因gydF4y2Ba

获取的表达式配置文件gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba基因，RNA-seq数据gydF4y2Bag .分子gydF4y2BaTM-1从NCBI下载（gydF4y2Bahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/PRJNA490626gydF4y2Ba) ［gydF4y2Ba41gydF4y2Ba］．表达水平gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba15个组织中的基因用log转化的FPKM (loggydF4y2Ba_2gydF4y2Ba[FPKM + 1])值。使用R包“pheatmap”生成的表达模式gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba这些组织中的基因。gydF4y2Ba

质粒构建和遗传转化gydF4y2Ba拟南芥gydF4y2Ba

五个编码序列gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba然后将基因独立地克隆到PMD19-T载体中，然后将含有通过序列分析鉴定的每个基因的阳性质粒引入植物二元载体中gydF4y2BaPCAMBIA2300-35S-ocs.gydF4y2Ba［gydF4y2Ba49gydF4y2Ba]生成gydF4y2Ba35秒：ghgrf3gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35秒：ghgrf6gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35秒：ghgrf9.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35 s: GhGRF14gydF4y2Ba,gydF4y2Ba35 s: GhGRF15gydF4y2Ba．所有构建物分别引入gydF4y2Ba根癌土壤杆菌gydF4y2BaGV3101并转换成gydF4y2Ba答:芥gydF4y2Bacol0使用花浸法[gydF4y2Ba69gydF4y2Ba］．开花时间是通过计算每株植株的莲座叶片数量和第一朵花开花的天数来确定的。gydF4y2Ba

Y2H化验gydF4y2Ba

Y2H测定中使用的酵母克隆载体pGBKT7和pGADT7以及酵母菌株AH109均来自Clontech (Mountain View, CA, USA)。的gydF4y2BaBD-GhFTgydF4y2Ba该研究中使用的载体此前已发表[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba］．的编码序列gydF4y2BaGHFD.gydF4y2Ba17. GHGRF.gydF4y2Bas基因特异性引物PCR扩增(附加文件)gydF4y2Ba16gydF4y2Ba：表S8）然后独立克隆到遵循制造商的说明之后的PMD19-T载体（Takara，大连，中国）。通过序列分析确认所有质粒，然后gydF4y2BaGHFD.gydF4y2Ba17. GHGRF.gydF4y2Bas与pGADT7的GAL4活化域融合生成gydF4y2BaAD-GhFDgydF4y2Ba和gydF4y2BaAD-GhGRFgydF4y2Ba猎物结构。用的方法先前描述的Y2H测定在按照执行[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

BiFC化验gydF4y2Ba

编码区gydF4y2BaGHFD.gydF4y2Ba五gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba使用特异性底漆（附加文件）扩增sgydF4y2Ba16gydF4y2Ba：表S8）和使用BP反应独立地克隆到pdonrzeo载体（Invitrogen）中，然后它们分别与pvyne或pscyce载体的n-末端或c-末端融合[gydF4y2Ba71gydF4y2Ba，利用LR反应生成gydF4y2Banyfp-ghfd.gydF4y2Ba和gydF4y2BacYFP-GhGRFgydF4y2Ba年代。gydF4y2Banyfp-ghft.gydF4y2Ba该研究中使用的载体此前已发表[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba］．的gydF4y2Banyfp-ghfd.gydF4y2Ba，gydF4y2Banyfp-ghft.gydF4y2Ba,gydF4y2BacYFP-GhGRFgydF4y2Ba每一个质粒都被引入gydF4y2BaA. Tumefaciens.gydF4y2BaGV3101细胞，然后渗入其中gydF4y2Ban benthamianagydF4y2Ba叶用于瞬时表达如先前所描述[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

中收取化验gydF4y2Ba

对于VIGS分析，每个gydF4y2BaGHGRF.gydF4y2Ba使用基因特异性引物通过RT-PCR克隆片段（附加文件gydF4y2Ba16gydF4y2Ba：表S8）并单独插入gydF4y2BapTRV2gydF4y2Ba向量来生成gydF4y2BaPTRV2：GHGRF.gydF4y2Ba构造。每一个gydF4y2BaPTRV：GHGRF.gydF4y2Ba将质粒引入gydF4y2BaA. Tumefaciens.gydF4y2Ba菌株GV3101，并渗入胞嘧啶gydF4y2Bag .分子gydF4y2Bal .简历。XLZ 33如前所述[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba，gydF4y2Ba72gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

本研究中产生或分析的所有数据均包含在本文[及其补充信息文件]中。gydF4y2Ba

平:gydF4y2Ba

一般监管因素gydF4y2Ba

FT：gydF4y2Ba

开花轨迹TgydF4y2Ba

前沿空中管制官:gydF4y2Ba

成花素激活复杂gydF4y2Ba

AP1gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

Apetala1.gydF4y2Ba

SOC1gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

constans过表达抑制因子1gydF4y2Ba

LD:gydF4y2Ba

漫长的一天gydF4y2Ba

GF14s:gydF4y2Ba

G-box因子14-3-3同源物gydF4y2Ba

Y2H：gydF4y2Ba

酵母2台混合动力gydF4y2Ba

BiFC:gydF4y2Ba

双分子荧光互补gydF4y2Ba

Meja：gydF4y2Ba

茉莉酸甲酯gydF4y2Ba

QRT-PCR：gydF4y2Ba

定量实时聚合酶链反应gydF4y2Ba

LT：gydF4y2Ba

SD /−Trp-LeugydF4y2Ba

LTHA：gydF4y2Ba

SD /−Trp-Leu-His-AdegydF4y2Ba

分区:gydF4y2Ba

一天后开花gydF4y2Ba

唔：gydF4y2Ba

隐藏的马尔可夫模型gydF4y2Ba

FPKM:gydF4y2Ba

由每公斤百万的碎片代表gydF4y2Ba

K agydF4y2Ba：gydF4y2Ba

非同义词gydF4y2Ba

ks.gydF4y2Ba：gydF4y2Ba

同义的gydF4y2Ba

中收取:gydF4y2Ba

病毒诱导基因沉默gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

本研究由国家自然科学基金资助项目(No. 31860393,31360366);安徽科技大学学术带头人引进启动基金资助项目(No. 31860393,31360366);新疆维吾尔自治区研究生科研创新工程资助项目(No. NXYJ202001);XJ2019G079)。gydF4y2Ba

作者笔记gydF4y2Ba

1. 那桑和刘辉对这项工作做出了同样的贡献。gydF4y2Ba

从属关系gydF4y2Ba

1. 石河子大学农学院绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子832000gydF4y2Ba

   桑娜gydF4y2Ba

2. Shihezi大学生命科学学院特种植物基因组学实验室，Shihezi，832000gydF4y2Ba

   na sang，hui liu，bin ma，仙忠黄禄卓gydF4y2Ba

3. 安徽科技大学农学院作物生物技术研究中心，安徽凤阳233100gydF4y2Ba

   仙忠黄gydF4y2Ba

4. 浙江科技大学生命科学学院植物基因组学与分子改进，浙江科技大学，杭州，浙江310016gydF4y2Ba

   余强太阳gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

NS进行了基因家族的鉴定和分子生物学研究。HL执行了BIFC，Y2H和VIGS实验。BM参与基因表达和QRT-PCR分析。LZ在现场种植棉质材料和收集的样品。Xh和Ys构思和设计了这项研究。xh和ns起草了稿件。所有作者阅读并认可的终稿。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应于gydF4y2Ba仙忠黄gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

同意出版物gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

利益争夺gydF4y2Ba

作者声明没有利益冲突。gydF4y2Ba

出版商的注意事项gydF4y2Ba

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

开放获取gydF4y2Ba本文根据创意公约归因于4.0国际许可证，这允许在任何中或格式中使用，共享，适应，分发和复制，只要您向原始作者和来源提供适当的信贷，提供了一个链接到Creative Commons许可证，并指出是否进行了更改。除非信用额度另有说明，否则本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创造性公共许可证中，除非信用额度另有说明。如果物品不包含在物品的创造性的公共许可证中，法定规定不允许您的预期用途或超过允许使用，您需要直接从版权所有者获得许可。要查看本许可证的副本，请访问gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba．创作共用及公共领域专用豁免书(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba）适用于本文中提供的数据，除非另有用入数据的信用额度。gydF4y2Ba

重印和权限gydF4y2Ba