蓖麻MFT基因家族生物信息学分析(2)
2、研究概况
相对于国外，国内对蓖麻的研究也是刚刚起步，有必要将蓖麻的分子生物学研究提到日程上来加以深入研究并应用于蓖麻生产[2]。国内外研究蓖麻的方向主要是蓖麻杂种优势利用、蓖麻毒蛋白、组织培养技术及矮化性状等方面[2]。
植物的成花转变是其适应外界环境，确保物种和个体繁衍的关键环节，植物种子萌发是其营养生长的开端，PEBP基因家族即能调节植物成花时间，又能影响种子萌发过程。通过对PEBP基因家族的基因序列的系统发育分析，我们发现被子植物中的PEBP基因家族可以被划分成TFL1-like、MFT-like、FT-like三个亚族。MFT-like通常被认为是FT-like和TFL1-like的祖先，其中FT-like和TFL1-like都是调控植物开花的关键基因，但是它们的作用是相反的：FT能促进植物开花，TFL1则可以抑制植物开花[3]。
目前对MFT-like基因功能的研究则要少于其他两个亚族。Yoo SY等人在2014年表示，在拟南芥中MFT基因的超量表达导致了轻微的早花现象,但MFT基因发生突变的拟南芥在开花时间上则没有明显的表型[4]。MFT除了能控制植物开花时间，也有报道表明MFT在调控种子萌发中也起着重要作用，并且，对于MFT后续的研究也基本集中在这一方面。Shingo Nakamura等人在2011年的研究表明处于休眠期的小麦种子进入生理成熟期时，MFT基因的表达水平有所上升[5]。XI等人在2010年的研究表明，在拟南芥中，MFT基因能通过脱落酸和赤霉素通路来调控种子萌发[6]。Li Q和Fan C等人在2014年的研究也表明，MFT基因参与了大豆的种子萌发过程[7]。
3、研究的目的与意义
石油资源属于不可再生能源，因此寻找其它可替代能源迫在眉睫。而蓖麻则属于可再生资源，从石油加工得到的系列产品大多数都能够通过对蓖麻油进行深加工获得。蓖麻油被有关专家视为很有开发潜力又可再生的“石油”资源。很多国家尤其是许多的发达国家已经将蓖麻油当作是重要的战略物质，全球范围内对蓖麻的需求量今年来也是呈现出一个急剧上升的趋势。种植蓖麻、提高蓖麻产量是一个具有战略意义的选择。蓖麻的广泛用途导致全球范围内对蓖麻的需求量每年都呈现出急剧上升趋势，中国每年所需蓖麻油的70%都依赖于进口，这不仅仅是因为蓖麻开花习性不稳定，并且目前我国蓖麻种植业存在很多问题，主要问题是种子繁殖体系不健全、缺乏良种培育的新手段和品种混杂退化，导致蓖麻籽含油量不高、种植效益低下、蓖麻产量偏低，这些问题导致蓖麻籽的生产量大幅减少，因此蓖麻油加工厂家也就没有充足的、优质的原料来源，最终导致大部分加工厂处于半停产状态。
由于目前对MFT基因结构和功能的研究也比较少，但是由于MFT在大多数的陆地植物中，它的进化相对来说是相当保守的，所以我们可以通过已知的MFT基因的结构和功能来展开对MFT结构和功能的研究。对蓖麻MFT基因家族进行生物信息分析，将有助于后续对MFT类基因的功能预测，明确MFT基因家族在控制蓖麻种子萌发过程中所起的作用，将有助于阐明蓖麻种子萌发的分子机制，这对于解决蓖麻种植业中的问题有着重要的意义，也是今后蓖麻研究的重要内容和主要方向，为蓖麻高产优良品种的转基因育种奠定基础。
4、结果与分析
4.1蓖麻MFT类蛋白序列挖掘
蓖麻属于大戟科经济作物，首先将大戟科小桐子的MFT蛋白序列进行Blast,如图1所示，就是Blast之后的结果，红色方框内序列为相似度在50%以上的蓖麻PEBP基因家族的序列。
图1 蓖麻MFT基因Blast结果
将这些序列分别命名为RcPEBP1（XP002510818.1），RcPEBP2（XP002528731），RcPEBP3（XP002524698.1），RcPEBP4（XP002514784.1），RcPEBP5（XP002528554.1）。