饲用燕麦TLP基因家族鉴定及干旱胁迫下表达模式分析

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2025.04.003

草地学报 ›› 2025, Vol. 33 ›› Issue (4): 1029-1038.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2025.04.003

饲用燕麦TLP基因家族鉴定及干旱胁迫下表达模式分析

李进^1,2, 杨艳娇², 贾志锋¹, 周青平², 陈仕勇³

1. 青海大学畜牧兽医科学院, 青海西宁 810016;
2. 西南民族大学草地资源学院, 四川成都 610041;
3. 西南民族大学畜牧兽医学院, 四川成都 610041

收稿日期:2024-06-14 修回日期:2024-08-06 出版日期:2025-04-15 发布日期:2025-04-28
通讯作者: 陈仕勇,E-mail:chengshi8827@163.com
作者简介:李进（1997-），男，汉族，四川南充人，博士研究生，主要从事牧草种质创新研究，E-mail： lijin921@126.com
基金资助:
四川省“十四五”饲草育种攻关项目（2021YFYZ0013）；四川省农业科技成果转化项目（2023NZZJ0002）资助

Identification of the Tubby Gene Family in Oat and It’s Response to Drought Stress

LI Jin^1,2, YANG Yan-jiao², JIA Zhi-feng¹, ZHOU Qing-ping², CHEN Shi-yong³

1. Qinghai Academy of Animal Science and Veterinary Medicine, Qinghai University, Xining, Qinghai Province 810016, China;
2. College of Grassland Resources, Southwest Minzy University, Chengdu, Sichuan Province 61004l, China;
3. College of Animal and Veterinary Sciences, Southwest Minzy University, Chengdu, Sichuan Province 61004l, China

Received:2024-06-14 Revised:2024-08-06 Online:2025-04-15 Published:2025-04-28

摘要/Abstract

摘要： 类Tubby蛋白（Tubby-like proteins， TLP）是在动植物中发现的一组参与多种生物学过程的重要蛋白，在植物生长发育和非生物胁迫响应中具有重要作用。本研究通过生物信息学方法，从六倍体饲用燕麦（Avena sativa）全基因组中鉴定出32个TLP家族基因，并对其进行理化性质、基因结构、系统进化及干旱胁迫下不同组织间表达模式分析。结果表明，AsTLPs基因的氨基酸数目为238~543 aa；蛋白的分子量介于26.99~60.69 kDa之间；等电点范围在9.00~9.58之间。所有成员具有大量保守基序，分布在17条染色体上，上游作用元件主要包括内部激素和外部环境响应。表达模式分析显示9个AsTLPs成员在燕麦根系和叶片中的表达量具有显著差异，有4个成员在干旱胁迫下各组织中表达量均上升，表明可能在燕麦干旱胁迫响应中发挥重要作用。研究结果为燕麦TLP家族及其干旱胁迫响应方面的进一步研究提供参考。

关键词: 燕麦, 类Tubby蛋白, 生物信息学, 干旱胁迫, 基因表达

Abstract: Tubby-like proteins （TLP） are a significant group of proteins discovered across animal and plant species that participate in various biological processes. These proteins play a crucial role in plant growth， development， and the responses to abiotic stresses. This study employed bioinformatics methods to identify 32 TLP family genes from the hexaploid oat （Avena sativa） genome. We conducted an analysis of their physicochemical properties， gene structures， phylogenetic evolution， and expression patterns across different tissues under drought stress. The results demonstrated that the amino acid count of the AsTLP genes ranged from 238 to 543 amino acids. The molecular weights of these proteins were found to be between 26.99 and 60.69 kDa， and their isoelectric points ranged from 9.00 to 9.58. These genes unevenly distributed across 17 chromosomes and possessed a large number of conserved motifs. The functional elements primarily included those related to internal hormone responses and external environmental reactions. Expression analysis indicated significant differences in the expression levels of nine AsTLP members between roots and leaves of oats. Specifically， four members showed the increased expression in all tissues under drought stress， suggesting a potential significant role in the oat’s response to drought stress. These findings provided a valuable reference for further studies on the oat TLP family and their responses to drought stress.

Key words: Avena sativa, Tubby-like proteins, Bioinformatics, Drought stress, Gene expression

中图分类号:

S544.9

李进, 杨艳娇, 贾志锋, 周青平, 陈仕勇. 饲用燕麦TLP基因家族鉴定及干旱胁迫下表达模式分析[J]. 草地学报, 2025, 33(4): 1029-1038.

LI Jin, YANG Yan-jiao, JIA Zhi-feng, ZHOU Qing-ping, CHEN Shi-yong. Identification of the Tubby Gene Family in Oat and It’s Response to Drought Stress[J]. Acta Agrestia Sinica, 2025, 33(4): 1029-1038.

参考文献

[1] WHEELER T，VON BRAUN J. Climate change impacts on global food security[J]. Science，2013，341（6145）：508-513
[2] TUBIELLO F N，SOUSSANA J F，MARK HOWDEN S. Crop and pasture response to climate change[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2007，104（50）：19686-19690
[3] BANO N，AALAM S，BAG S K. Tubby-like proteins （TLPs） transcription factor in different regulatory mechanism in plants： a review[J]. Plant Molecular Biology，2022，110（6）：455-468
[4] KLEYN P W，FAN W，KOVATS S G，et al. Identification and characterization of the mouse obesity gene tubby： a member of a novel gene family[J]. Cell，1996，85（2）：281-290
[5] MUKHOPADHYAY S，JACKSON P K. The tubby family proteins[J]. Genome Biology，2011，12（6）：225
[6] SANTAGATA S，BOGGON T J，BAIRD C L，et al. G-protein signaling through tubby proteins[J]. Science，2001，292（5524）：2041-2050
[7] STRETTON C，LITHERLAND G J，MOYNIHAN A，et al. Expression and modulation of TUB by insulin and thyroid hormone in primary rat and murine 3T3-L1 adipocytes[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications，2009，390（4）：1328-1333
[8] BORMAN A D，PEARCE L R，MACKAY D S，et al. A homozygous mutation in the TUB gene associated with retinal dystrophy and obesity[J]. Human Mutation，2014，35（3）：289-293
[9] 徐佳宁，刘钢，张利云，等.类蛋白Tubby基因家族研究进展[J].安徽农业科学，2016，44（7）：114-115，157
[10] LAI C P，LEE C L，CHEN P H，et al. Molecular analyses of the Arabidopsis TUBBY-like protein gene family[J]. Plant Physiology，2004，134（4）：1586-1597
[11] KOU Y J，QIU D Y，WANG L，et al. Molecular analyses of the rice tubby-like protein gene family and their response to bacterial infection[J]. Plant Cell Reports，2009，28（1）：113-121
[12] XU J N，XING S S，ZHANG Z R，et al. Genome-wide identification and expression analysis of the tubby-like protein family in the Malus domestica genome[J]. Frontiers in Plant Science，2016，7：1693
[13] BHUSHAN D，PANDEY A，CHOUDHARY M K，et al. Comparative proteomics analysis of differentially expressed proteins in chickpea extracellular matrix during dehydration stress[J]. Molecular and Cellular Proteomics，2007，6（11）：1868-1884
[14] 周青平，颜红波，梁国玲，等.不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析[J].草业学报，2015，24（10）：120-130
[15] 梁国玲，秦燕，魏小星，等.青藏高原高寒区I-D燕麦品系饲草生产性能及品质评价[J].草地学报，2018，26（4）：917-927
[16] KAMAL N，RENHULDT N T，BENTZER J，et al. The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop[J]. Nature，2022，606（7912）：113-119
[17] PENG Y Y，YAN H H，GUO L C，et al. Reference genome assemblies reveal the origin and evolution of allohexaploid oat[J]. Nature Genetics，2022，54（8）：1248-1258
[18] REISER L，BAKKER E，SUBRAMANIAM S，et al. The Arabidopsis information resource in 2024[J]. Genetics，2024，227（1）：iyae027
[19] BLAKE V C，WOODHOUSE M R，LAZO G R，et al. GrainGenes： centralized small grain resources and digital platform for geneticists and breeders[J]. Database，2019，2019：baz065
[20] CHEN C J，CHEN H，ZHANG Y，et al. TBtools： An integrative toolkit developed for interactive analyses of big biological data[J]. Molecular Plant，2020，13（8）：1194-1202
[21] BOGGON T J，SHAN W S，SANTAGATA S，et al. Implication of tubby proteins as transcription factors by structure-based functional analysis[J]. Science，1999，286（5447）：2119-2125
[22] COUDERT E，GEHANT S，DE CASTRO E，et al. Annotation of biologically relevant ligands in UniProtKB using ChEBI[J]. Bioinformatics，2023，39（1）：btac793
[23] DUVAUD S，GABELLA C，LISACEK F，et al. Expasy， the Swiss bioinformatics resource portal， as designed by its users[J]. Nucleic Acids Research，2021，49（W1）：W216-W227
[24] HORTON P，PARK K J，OBAYASHI T，et al. WoLF PSORT： Protein localization predictor[J]. Nucleic Acids Research，2007，35（2）：W585-W587
[25] BAILEY T L，JOHNSON J，GRANT C E，et al. The MEME suite[J]. Nucleic Acids Research， 2015，43（W1）：W39-W49
[26] KUMAR S，STECHER G，LI M，et al. MEGA X： Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms[J]. Molecular Biology and Evolution，2018，35（6）：1547-1549
[27] LESCOT M，DÉHAIS P，THIJS G，et al. PlantCARE， a database of plant Cis-acting regulatory elements and a portal to tools for in silico analysis of promoter sequences[J]. Nucleic Acids Research，2002，30（1）：325-327
[28] 李晶，南铭，刘彦明，等. 不同燕麦品种产量和品质及饲喂性能综合评价[J]. 草地学报，2023，31（4）： 1089-1098
[29] ZENG Y F，WEN J Y，FU J M，et al. Genome-wide identification and comprehensive analysis of tubby-like protein gene family in multiple crops[J]. Frontiers in Plant Science，2022，13：1093944
[30] 黄小芳，石培礼，余成群，等.非生物胁迫下牧草抗逆性研究进展[J].草地学报，2023，31（5）：1293-1301
[31] XU H R，LIU Y，YU T F，et al. Comprehensive profiling of tubby-like proteins in soybean and roles of the GmTLP8 gene in abiotic stress responses[J]. Frontiers in Plant Science，2022，13：844545
[32] LI S T，ZHANG J J，LIU L，et al. SlTLFP8 reduces water loss to improve water-use efficiency by modulating cell size and stomatal density via endoreduplication[J]. Plant， Cell and Environment，2020，43（11）：2666-2679

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[1]	夏青青, 艾晔, 曾丽萍, 晁跃辉. 匍匐翦股颖GIGANTEA基因克隆、亚细胞定位及表达分析[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 2777-2785.
[2]	唐国建, 杨金梅, 蒙元燕, 宋琼梅, 孙婷, 王艺, 武丹, 许留兴. 意大利黑麦草表面微生物对环境胁迫的响应[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 2873-2879.
[3]	王杰, 刘欣悦, 金鑫, 傅云洁, 鲍奎, 全志秀, 党玉红, 徐成体, 王伟, 张海娟, 芦光新. 施用黄腐酸钾对柴达木盆地盐碱地燕麦生长和土壤质量的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(9): 3118-3128.
[4]	刘钟歌, 常建萍, 祁鹤兴. 青贮玉米链格孢叶斑病菌全基因组解析及不同菌株中毒素合成基因的分布[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2433-2442.
[5]	隋月, 闫博巍, 张元野, 房郁妍, 郑楠, 张明, 张利国. 工业大麻XTH基因家族鉴定及不同发育时期表达模式分析[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2443-2455.
[6]	安雯, 张新宇, 麻冬梅, 马巧利, 郎思睿, 刘晓霞. 紫花苜蓿MsNF-YB8基因的克隆及耐盐性分析[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2456-2466.
[7]	靳建刚, 郑敏娜, 康佳惠, 杨富, 田再芳, 王远东. 98份燕麦品种（系）茎秆抗倒伏性状的综合评价[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2567-2574.
[8]	徐双鹏, 赵永琦, 董晓慧, 梁文斌, 尹国丽, 鱼小军. 乳酸菌添加剂对高寒牧区燕麦与箭筈豌豆混合青贮品质及酶活性的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2694-2702.
[9]	尤越, 倪旺, 王斌, 王腾飞, 张译尹, 杜建明, 兰剑. 燕麦/毛苕子混播比例对其种间竞争和经济效益的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(8): 2703-2712.
[10]	方婷, 罗佳佳, 张语歌, 毛昱烨, 郭雨彤, 董荣书, 蔡泽坪. 象草PHR家族基因的鉴定及表达分析[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2099-2113.
[11]	蒋庆雪, 包秀霞, 殷国梅, 张志鹏, 王学敏, 廉勇. 干旱胁迫对多根葱种子超微结构及内源激素的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2114-2122.
[12]	陈钰, 褚红丽, 杜文华. 基于生理生化指标8份饲用小黑麦品种（系）抗旱性评价[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2238-2248.
[13]	董嘉莉, 何建龙, 杜建民, 马雪鹏, 陈彦龙, 张蓓, 曹文侠. 宁夏银北地区不同饲用燕麦品种适应性评价[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2299-2308.
[14]	刘欣悦, 王杰, 张海娟, 傅云洁, 鲍奎, 全志秀, 党玉红, 王伟, 徐成体, 芦光新, 朱廷恒. 施用复合微生物菌剂对燕麦生长和根系发育的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2357-2367.
[15]	南铭, 马艳明, 柴继宽, 刘亚锋, 李璇, 赵桂琴, 闵庚梅, 张丽娟. 不同抗倒性燕麦品种茎秆节间木质素及其单体特征[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1782-1790.