棉花溴结构域基因的系统基因组学分析及其在非生物胁迫抗性中的潜在功能研究

背景：溴结构域（bromodomain，BRD）蛋白通过识别乙酰化赖氨酸残基并作为染色质相关的翻译后修饰诱导蛋白，在调控基因表达中发挥关键作用。BRD蛋白在哺乳动物中已被广泛研究，其在拟南芥和水稻等植物中也已被鉴定，其调控与干旱、盐分和寒冷相关的胁迫响应基因。然而，其在棉花物种中的作用仍未见报道。

结果：本研究利用全基因组比较分析方法，在四倍体棉花种（陆地棉和海岛棉）中鉴定出145个BRD基因，而在二倍体祖先种（亚洲棉和雷蒙德氏棉）中仅鉴定到82个BRD基因，表明多倍化显著影响了BRD基因的进化。基因重复分析显示，在104对同源平行基因对中，78.85%的重复属于片段重复，21.15%属于串联重复，这促进了BRD基因的扩张。基因结构、基序和结构域分析表明，大多数基因无内含子且在进化过程中高度保守。共线性分析揭示Dt亚基因组中的直系同源基因对比At亚基因组中更多。启动子区域富含调控、激素和防御相关的顺式作用元件，暗示BRD基因可能在生物和非生物胁迫响应中均起作用。蛋白质互作分析表明，全局转录因子E（GTE）调控BRD基因。表达分析显示BRD基因主要参与胚珠发育，部分基因在热、冷和盐胁迫下表现出特异性表达模式。此外，qRT-PCR分析表明，在耐逆和敏感基因型之间，BRD基因存在显著差异表达，这揭示了BRD基因在介导干旱和盐胁迫响应中的潜在作用。

结论：本研究为理解BRD基因在物种间的进化及其在非生物胁迫耐受中的作用提供了见解，并突显了BRD基因在育种改良中用于开发耐旱和耐盐棉花品种的潜力。

Title: 

Phylogenomic analysis of bromodomain genes in cotton (Gossypium spp.) and their potential roles in abiotic stress tolerance

TAYYAB Muhammad (Centre of Agricultural Biochemistry and Biotechnology, University of Agriculture Faisalabad, Faisalabad, Pakistan)为第一作者，RANA Iqrar Ahmad (Centre of Agricultural Biochemistry and Biotechnology及Centre for Advanced Studies in Agriculture and Food Security, University of Agriculture Faisalabad, Faisalabad, Punjab 38000, Pakistan)为通信作者。

https://doi.org/10.1186/s42397-025-00225-1