真双子叶植物中TIFY-转录因子家族基因的8次融合事件

《Tropical Plant Biology》：Eight Fusion Events of TIFY-Transcription Factor Family Genes in Eudicots

　　

摘要

根据特定的结构域特征，植物特异性的TIFY转录因子（TF）家族包含四个亚家族：茉莉酸ZIM结构域（JAZ）、TIFY、Peapod（PPD）以及ZIM和ZIM类似结构域（ZML）。JAZ亚家族是植物茉莉酸（JA）信号通路的关键抑制因子，而TIFY转录因子则动态参与植物的生长、发育、伤口响应、食草作用以及生物和非生物胁迫反应。在本文介绍的六种双伴侣融合事件中，有四种属于JAZ亚家族，分别是JAZ1-CXE1（羧酸酯酶1）融合、JAZ3-TDX（含有四肽重复序列的硫氧还蛋白类似蛋白）融合、JAZ4-SURF1（Surfeit位点1细胞色素c氧化酶生成蛋白）融合以及受体样细胞质激酶（RLCK）-JAZ12融合；一种属于Peapod亚家族，即PPD1-ARD（丙烯醛还原酶）融合；还有一种属于ZML亚家族，即ZML1-Ca²⁺转运ATP酶蛋白融合。本研究通过以下方法验证每种TIFY融合蛋白的存在：(i) 确定融合伴侣的基因位置是否连续，并验证其与融合蛋白（FP）具有高度序列一致性；(ii) 准确检测融合蛋白中的断裂点及非编码序列的插入情况；(iii) 探明融合伴侣之间的功能相似性，这些因素可能共同作用于融合蛋白的转录过程。通过对TIFY融合蛋白内在无序区域（IDR）的预测及其亚细胞定位的研究，发现这些蛋白主要定位于细胞核内，并且其无序区域具有稳定性，这进一步支持了它们的功能性。目前共有49篇关于TIFY融合蛋白的报告和10篇关于TIFY融合基因的报告，这些研究清楚地揭示了在真双子叶植物中，通过六种双伴侣和两种三伴侣融合事件，TIFY转录因子逐渐发展出多重功能的进化趋势。这项研究为理解植物TIFY转录因子家族的进化意义提供了新的见解，有助于提高真双子叶植物固定生长的适应性。