陆地棉光系统II（PsbX）基因家族的全基因组鉴定和表达谱研究

背景：光系统II（PSII）是蛋白质色素的复杂组合，在光合膜中具有外源性和内源性多肽。低分子量跨膜蛋白PsbX已在光系统II（PSII）中被鉴定，它与析氧复合物有关。PsbX基因蛋白的表达受光的调控。PsbX的核心作用涉及PSII的调节，促进醌分子与Qb（PsbA）位点的结合，此外，它在优化光合作用效率方面发挥着至关重要的作用。尽管有这些见解，但对PsbX基因功能的全面理解仍然难以实现。

结果：在本研究中，我们在陆地棉中鉴定了10个PsbX基因。系统发育分析结果显示，来自9个物种的40个基因被划分为1个进化枝。由此产生的序列标识在所有棉花品种的多个位点的 N 和 C 末端表现出显著的保守性。此外，同源/、旁系Ka/Ks比值表明，棉花PsbX基因在受到正向和纯化正选择压力的情况下，可能会导致有限的分化，从而导致全基因组和节染色体片段重复。分析表明，GhPsbX基因的表达模式在特定组织中表现出存在差异。此外，GhPsbX基因的表达可能受在盐、强光和干旱胁迫下受到的调节控。因此，GhPsbX基因可能在不利的非生物条件胁迫下，GhPsbX基因可能对光合作用的调节中发挥重要作用。

结论：首次应用比较基因组学和系统生物学方法对研究了棉花PsbX基因家族的结构和功能进行了研究。，发现PsbX基因家族可能在棉花受胁迫条件下的生长发育过程中起着至关重要的作用。总之，本研究的结果为揭示棉花PsbX基因的分子和生理功能提供了基本信息。

关键词：光系统，系统发育，共线性，RNA-seq，基因表达，同源

本研究得到了国家自然科学基金（32060466）和中国农业科学院的资助。

Title: Genome-wide identification and expression profiling of photosystem II (PsbX) gene family in upland cotton (Gossypium hirsutum L)

Authors: RAZA Irum, PARVEEN Abida, AHMAD Adeel, HU Daowu, PAN Zhaoe, ALI Imran & DU Xiongming

Journal of Cotton Research. 2024;7:1

https://doi.org/10.1186/s42397-023-00160-z