小麥MBD基因家族的鑒定和特征分析

張新寧，邢真真，李 靜，范姍姍，孟凡榮*

(1 河南農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院，鄭州 450002；2 河南農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，鄭州 450046)

DNA甲基化是植物表觀遺傳修飾的主要形式之一，在轉(zhuǎn)座子沉默、維持基因組穩(wěn)定性、基因表達調(diào)控及基因組印記等過程中發(fā)揮重要功能[1]。研究發(fā)現(xiàn)，甲基結(jié)合蛋白(methyl-binding domain protein，MBD)能夠特異識別并結(jié)合DNA甲基化位點，參與了核小體重塑因子和組蛋白去乙?；傅恼心技稗D(zhuǎn)錄抑制復合體的形成過程，通過表觀修飾調(diào)控基因表達[2-3]。MBD蛋白中與甲基化DNA特異結(jié)合的最小區(qū)域為85個氨基酸，該區(qū)域能夠形成由β折疊和α螺旋等組成的特殊楔形結(jié)構(gòu)，其中位于β折疊區(qū)的Val、Arg、Tyr和Ser殘基是識別甲基化DNA關(guān)鍵位點[4]。近年來，關(guān)于植物MBD蛋白的功能有了新的發(fā)現(xiàn)，例如擬南芥(ArabidopsisthalianaL.)的AtMBD6蛋白參與了RNA介導的基因沉默[5]，AtMBD7蛋白特異識別甲基化DNA位點，AtMBD9蛋白通過特異識別組蛋白乙?；稽c與AtMBD7蛋白共同參與了植物主動去甲基化的分子調(diào)控過程[6-7]。

植物MBD基因家族包含多個家族成員，已從擬南芥、水稻(OryzasativaL.)和玉米(ZeamaysL.)中分別鑒定到13、17和14個MBD基因[8]。根據(jù)氨基酸的相似性可以將擬南芥MBD蛋白分為8個亞類，其中第Ⅳ和Ⅵ亞類為雙子葉植物所特有，水稻和玉米的MBD蛋白分屬于其余6個亞類[9]。研究發(fā)現(xiàn)，MBD基因在植物生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要調(diào)控功能。例如，擬南芥的AtMBD8參與了開花基因FT和SOC1的表達調(diào)控[10]，AtMBD9與開花抑制因子FLC的表達調(diào)控密切相關(guān)[11-12]，AtMBD11的表達抑制也導致了擬南芥的育性下降和發(fā)育異常現(xiàn)象[13]。對玉米中MBD蛋白的研究發(fā)現(xiàn)，ZmMBD101蛋白通過與甲基化DNA的結(jié)合參與了組蛋白修飾調(diào)控及轉(zhuǎn)座子沉默過程[14]，而且一些ZmMBD基因受干旱和鹽脅迫的誘導而呈現(xiàn)特定的響應(yīng)模式[15]。在水稻中發(fā)現(xiàn)，OsMBD707基因過表達后水稻分蘗角度變大，而且影響到了FT開花調(diào)控途徑中相關(guān)基因的表達，進而導致轉(zhuǎn)基因水稻對光周期的敏感性顯著降低[16]。

課題組前期研究中，分離鑒定了小麥(TriticumaestivumL.)的6個TaMBD基因，并初步分析了其時空表達特性[17]；其中，TaMBD1、TaMBD4和TaMBD5在成熟種子和萌發(fā)過程的胚乳中具有較高的表達水平，在干旱脅迫條件下TaMBD5和TaMBD6呈上調(diào)表達趨勢。本研究中，通過對小麥全基因組比對系統(tǒng)分析了小麥MBD家族成員的組成、染色體分布、序列特征和表達模式，為進一步探討小麥MBD基因的功能奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 材 料

本實驗所用小麥品種為‘中國春’，分別對萌發(fā)48 h的胚和胚乳、一葉一心期的根和葉、五葉期的莖、幼穗和成熟種子進行取樣，用于TaMBD6和TaMBD9基因的表達模式分析。所有樣品取樣后放入液氮速凍后于-80 ℃保存。

1.2 方 法

1.2.1 小麥MBD基因家族成員的鑒定利用Pfam數(shù)據(jù)庫(http://pfam.xfam.org)中的MBD保守域氨基酸序列(PF01429)進行小麥基因組數(shù)據(jù)庫比對(http://plants.ensembl.org/Triticum_aestivum/Tools/Blast)，獲得候選小麥MBD基因序列。同時，將已報道擬南芥、玉米和水稻的MBD蛋白序列進行小麥基因組數(shù)據(jù)庫比對(網(wǎng)址同上)，獲得小麥候選MBD基因序列。將上述所有小麥候選MBD基因序列進行本地比對，并利用NCBI的 CDD(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/cdd)進行MBD保守域的注釋，最終確定小麥MBD基因家族成員，小麥MBD基因的染色體定位使用MG2C(http://mg2c.iask.in/mg2c_v2.1)繪制。

1.2.2 小麥MBD蛋白的比對和聚類分析依據(jù)擬南芥MBD蛋白家族成員分類標準，同時參考玉米和水稻MBD蛋白的分布特性[9]對小麥的MBD蛋白成員進行亞類的劃分；聚類分析通過MEGA6軟件的NJ法進行，蛋白質(zhì)的理化特性采用DNAMAN軟件進行分析；利用Cluster X軟件分析小麥MBD結(jié)構(gòu)域的保守氨基酸位點，并使用Genedoc軟件作圖。

1.2.3 小麥MBD家族成員的基因組結(jié)構(gòu)分析從Ensemble Plant(http://plants.ensembl. org/index.html)下載小麥MBD基因家族的DNA序列和CDS序列，使用GSDS(http://gsds.cbi.pku.edu.cn)繪制基因結(jié)構(gòu)圖。

1.2.4 小麥MBD基因啟動子序列特征分析利用小麥MBD基因起始密碼子上游2 000 bp的序列，通過PlantCARE (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/) 進行轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件的預測分析，并利用TBtools軟件進行繪圖。

1.2.5 小麥MBD基因的表達模式分析利用WheatEXP(http://wheat.pw.usda.gov/WheatExp)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進行小麥MBD基因表達模式的分析。其中包括根、莖、葉、穗和種子的組織表達數(shù)據(jù)，脅迫數(shù)據(jù)來自于干旱脅迫處理后1 和6 h的小麥葉片，熱脅迫處理1 和6 h的小麥葉片以及干旱和熱脅迫同時處理1 和6 h后的葉片。熱脅迫溫度為40 ℃，干旱脅迫采用20% PEG溶液，表達模式分析采用HemI軟件繪制熱圖。

實時定量表達分析的總RNA提取使用TransGen公司TransZol Plant試劑盒，cDNA反轉(zhuǎn)錄采用TaKaRa公司PrimeScript RT Reagent Kit試劑盒，均按照說明書進行實驗操作。實時定量PCR所用特異引物序列詳見表1，實時定量qRT-PCR采用20 μL反應(yīng)體系，其中包括2×SYBR GreenⅡ 10 μL，上下游引物(10 μmol/L)各0.8 μL，cDNA 1 μL，ddH2O 7.4 μL。PCR程序為：95 ℃預變性30 s；95 ℃變性5 s；60 ℃退火30 s，72 ℃延伸10 s，40個循環(huán)；以小麥β-Actin為內(nèi)參基因，設(shè)置3個重復，相對表達量采用2-ΔΔCt方法計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥MBD基因家族成員的鑒定

通過對小麥全基因組分析，共鑒定到16個小麥MBD基因家族成員，其中包含44個基因位點(表2)。對小麥MBD蛋白理化特性分析顯示，小麥MBD的氨基酸長度在家族成員間差異較大，最小的蛋白僅119個氨基酸(13.4 kD)，而最大的蛋白包含2 092個氨基酸(231.8 kD)；理論等電點的范圍在4.12～9.77之間。對小麥MBD基因家族成員的染色體定位分析發(fā)現(xiàn)，MBD基因成員在基因組中的分布較為分散，主要集中在第1、2、5、6和7號染色體群上，其中第7號染色體群上的MBD基因位點最多，為16個(圖1)。

2.2 小麥MBD蛋白的分類

利用擬南芥、玉米、水稻和小麥的MBD蛋白(分別為13、10、12和44個)進行聚類分析顯示，擬南芥MBD家族成員共分為8個亞類(Ⅰ～Ⅷ)，禾本科作物的MBD蛋白分布在除第Ⅳ亞類(以AtMBD5和AtMBD6為代表)和第Ⅵ亞類(以AtMBD7為代表)外的其余6個亞類中(圖2)，小麥MBD成員最多是第Ⅷ亞類，包括5個小麥MBD成員(TaMBD3、TaMBD7、TaMBD13、TaMBD15和TaMBD16)、7個水稻MBD(OsMBD705、OsMBD712、OsMBD713、OsMBD714、OsMBD716、OsMBD717、OsMBD718)和2個玉米MBD(ZmMBD113和ZmMBD114)。其次是第Ⅲ亞類，包括3個小麥MBD(TaMBD2、TaMBD10和TaMBD14)；第Ⅱ亞類中，包含了3個小麥MBD(TaMBD1、TaMBD4和TaMBD5)；小麥TaMBD6和TaMBD11與水稻OsMBD707屬于第Ⅰ亞類，其中TaMBD6與水稻OsMBD707同源性最高；TaMBD8和TaMBD12屬于第Ⅶ亞類；第Ⅴ亞類成員最少，僅包括小麥的 TaMBD9和玉米的ZmMBD116。小麥MBD家族成員較多，而且多數(shù)成員具有3個分別位于A、B和D基因組的同源基因，推測這些成員間存在一定的功能冗余現(xiàn)象。

表1 實時定量PCR引物

表2 小麥MBD基因家族成員信息

圖1 小麥MBD基因的染色體定位Fig.1 Chromosome location of wheat MBD genes

結(jié)構(gòu)域分析顯示(圖3)，第Ⅰ亞類成員含有與轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關(guān)的結(jié)構(gòu)域PRK05901，第Ⅱ和Ⅲ亞類成員含有結(jié)合DNA和促進蛋白互作的Zf-CW結(jié)構(gòu)域[18]。第Ⅴ亞類成員含有PHD、FYRN、Bromodomain、PHD1_ Lid2p_like、WHIM1和WSD結(jié)構(gòu)域，其中PHD參與了染色質(zhì)介導的轉(zhuǎn)錄調(diào)控[19]，Bro結(jié)構(gòu)域能夠識別組蛋白的乙?；揎梉20]，PHD1_Lid2p_like結(jié)構(gòu)域與組蛋白H3K4和H3K9的甲基化修飾具有互作功能[21]，WHIM1和WSD結(jié)構(gòu)域在調(diào)控兩個相鄰核小體的間距方面發(fā)揮功能[22-23]，這預示著該亞類MBD在依賴于表觀遺傳的基因表達調(diào)控過程中發(fā)揮重要功能。第Ⅷ類MBD成員中，含有TAF12保守域，該結(jié)構(gòu)域可以與TATA結(jié)合蛋白互作參與轉(zhuǎn)錄復合物的形成和基因表達調(diào)控過程[24]。

對小麥MBD蛋白保守結(jié)構(gòu)域內(nèi)甲基化DNA結(jié)合位點分析發(fā)現(xiàn)(圖4)，第Ⅰ亞類MBD成員中具有4個與甲基化DNA結(jié)合的關(guān)鍵氨基酸位點，第Ⅱ、Ⅲ和Ⅷ亞類成員中均含有5個，其中，Ⅷ亞類包含2個MBD保守域的TaMBD13、TaMBD15和TaMBD16，其1個MBD結(jié)構(gòu)域的與甲基化DNA結(jié)合的關(guān)鍵氨基酸殘基全部缺失；第Ⅴ和Ⅶ亞類成員缺失了3個。

2.3 TaMBDs的基因組結(jié)構(gòu)分析

對小麥MBD基因家族成員的基因組結(jié)構(gòu)分析顯示(圖5)，同一亞類內(nèi)MBD基因家族成員間具有相似的基因組結(jié)構(gòu)，而不同亞類間的基因組結(jié)構(gòu)差異較大。第Ⅰ(TaMBD6和TaMBD11)和Ⅱ(TaMBD1、TaMBD4和TaMBD5)亞類MBD基因家族成員的內(nèi)含子數(shù)量較少(1～3個)，且具有相似的基因組結(jié)構(gòu)。第Ⅲ(TaMBD2、TaMBD10和TaMBD14)和Ⅶ(TaMBD8和TaMBD12)亞類的內(nèi)含子數(shù)在3～5個之間，第Ⅷ(TaMBD3、TaMBD7、TaMBD13、TaMBD15和TaMBD16)亞類成員的內(nèi)含子數(shù)在4～9個之間；而TaMBD9含有10個內(nèi)含子，且內(nèi)含子均較長，特別是第一內(nèi)含子達到10 000 bp以上。

2.4 TaMBD基因啟動子的順式作用元件分析

對小麥MBD基因啟動子區(qū)域的序列分析發(fā)現(xiàn)，除了轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件TATA-box和CAAT-box外，還發(fā)現(xiàn)了4種植物激素響應(yīng)元件，包括茉莉酸甲酯(MeJA)、脫落酸(abscisic acid)、生長素(auxin)和赤霉素(gibberellin)的響應(yīng)元件；另外，一些與環(huán)境響應(yīng)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件也包含其中，例如一些與光響應(yīng)(light responsive)、缺氧脅迫響應(yīng)(anaerobic induction/GC-motif)、干旱脅迫響應(yīng)(drought-inducibility)、鹽脅迫響應(yīng)(salt stresses)和低溫脅迫響應(yīng)(low-temperature responsive)相關(guān)的調(diào)控元件等(圖6)。小麥MBD基因啟動子區(qū)域普遍含有光響應(yīng)元件和ABA響應(yīng)元件。第Ⅰ亞類成員都含有生長素響應(yīng)元件和干旱脅迫響應(yīng)元件。第Ⅲ和第Ⅶ亞類成員包含有赤霉素響應(yīng)元件，在TaMBD8-B和TaMBD12-D的啟動子區(qū)還發(fā)現(xiàn)了鹽脅迫響應(yīng)元件。在TaMBD9-B/D的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)包含有干旱脅迫響應(yīng)元件，TaMBD9-D中還有低溫響應(yīng)元件，TaMBD9-A的啟動子區(qū)還檢測到水楊酸響應(yīng)元件，推測該基因的3個部分同源基因間在轉(zhuǎn)錄調(diào)控水平存在一定的差異，預示著它們在環(huán)境脅迫響應(yīng)過程中發(fā)揮不同的調(diào)控功能。

擬南芥、小麥、玉米和水稻MBD蛋白成員分別用AtMBDs、 TaMBDs、ZmMBDs和OsMBDs表示圖2 小麥MBD蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析Arabidopsis, wheat, maize and rice MBD protein members are represented by AtMBDs, TaMBDs, ZmMBDs and OsMBDs, respectivelyFig.2 Phylogenetic analysis of wheat MBD proteins

2.5 小麥MBD基因的表達特性分析

對小麥MBD基因的組織表達特性分析顯示(圖7，A)，在穗和籽粒中MBD基因家族的整體表達水平較高，分別有40和22個基因位點在這2個組織中高表達，在穗發(fā)育的早期(spike_z32)，除了TaMBD1-1A/1D、TaMBD4-1A/1D、TaMBD5-1D、TaMBD10-7B、TaMBD15-7B/7D和TaMBD16-7D之外，其余31個MBD基因位點的表達量均比其他組織高，表明MBD家族的不同成員在小麥穗發(fā)育的早期發(fā)揮重要功能；在種子發(fā)育過程中，TaMBD9-6A/6B/6D、TaMBD14-7D、TaMBD15-7B/7D和TaMBD16-7D這7個基因位點在花后2 d籽粒中(grain_z71)表達量最高，之后呈下調(diào)表達趨勢；TaMBD1-1A/1B/1D、TaMBD2-5A/5B/5D、TaMBD4-1A/1B/1D、TaMBD5-1D、TaMBD7-7A/7D、TaMBD8-5A/5B/5D、TaMBD11-5B、TaMBD12-7A/7B/7D共19個基因位點在花后30 d籽粒中(grain_z85)表達量最高；表明不同MBD家族成員在種子發(fā)育過程中可能發(fā)揮不同的調(diào)控功能；在葉片和根中，除了TaMBD10-7B和TaMBD13-2A外，其他MBD家族成員表達量均很低。在小麥苗期莖中部分MBD基因位點有表達，但隨著發(fā)育進程，到開花期的莖中(stem_z65)，除了TaMBD3-2A/2B外，其余家族成員表達量很低。這表明不同MBD家族成員在小麥生長發(fā)育的不同時期、不同組織發(fā)揮著調(diào)控功能。

圖3 小麥MBD蛋白的結(jié)構(gòu)域分析Fig.3 Domain analysis of wheat MBD proteins

α、β、L分別代表MBD保守域的二級結(jié)構(gòu)α螺旋、β轉(zhuǎn)角、Loop結(jié)構(gòu)；※表示與甲基化DNA結(jié)合的關(guān)鍵氨基酸殘基圖4 小麥MBD結(jié)構(gòu)域的保守位點分析α, β, and L represent the secondary structure of α helix, β turn, and Loop structure, respectively; The key amino acid residues that bind to methylated DNA are indicated by ※Fig.4 Analysis of conserved sites of wheat MBD domains

對干旱及熱脅迫后MBD家族基因的表達結(jié)果分析顯示(圖7，B)，干旱脅迫后TaMBD1-1B、TaMBD3-2A/2B/2D、TaMBD4-1B、TaMBD6-5B、TaMBD7-7A/7D、TaMBD9-6A/6D、TaMBD13-2B/2D共12個位點在干旱脅迫6 h上調(diào)表達；TaMBD1-1D、TaMBD4-1D、TaMBD5-1D這3個位點在干旱脅迫后下調(diào)表達；在熱脅迫條件下，大多數(shù)MBD成員在熱脅迫6 h上調(diào)表達，而TaMBD3-2A/2B/2D、TaMBD9-6A/6B/6D、TaMBD11-5B、TaMBD13-2A/2B/2D共10個位點是熱脅迫后下調(diào)表達，部分MBD家族成員(如TaMBD9-6A/6D、TaMBD13-2B/2D等)在干旱脅迫和熱脅迫條件下模式完全相反；表達模式分析顯示，小麥MBD基因在干旱和高溫雙重脅迫下的響應(yīng)模式和單獨熱脅迫的響應(yīng)模式更為接近，推測小麥MBD基因?qū)崦{迫更加敏感。

圖5 小麥MBD基因的基因組結(jié)構(gòu)Fig.5 Genomic structures of wheat MBD genes

z10.一葉期；z13.三葉期；z23.分蘗早期；z30.起身期；z32.拔節(jié)早期；z39.拔節(jié)晚期；z65.開花中期；z71.花后2 d； z75.花后10 d；z85.花后30 d。顏色代表表達水平的高(紅色)和低(綠色)圖7 小麥MBD基因在不同組織(A)和脅迫(干旱脅迫、熱脅迫和干熱脅迫)下的表達模式(B) z10. One-leaf stage; z13. Three-leaf stage; z23. Early tiller stage; z30. Rise stage; z32. Early jointing stage; z39. Late jointing stage; z65. Mid-flowering; z71. 2 days after flowering; z75. 10 days after flowering; z85. 30 days after flower. The color represents the high (red) and low (green) expression levelsFig.7 The expression patterns of wheat MBD genes in different tissues (A) and stress including drought stress, heat stress and dry heat stress (B)

圖8 TaMBD6和TaMBD9的ABD部分同源基因的組織表達分析Fig.8 Tissue expression analysis of ABD homologous genes of TaMBD6 and TaMBD9 genes

研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥AtMBD9基因與開花調(diào)控和分支發(fā)育調(diào)控密切相關(guān)[11]，而水稻OsMBD707基因也在發(fā)育調(diào)控過程中發(fā)揮重要功能，該基因過表達后轉(zhuǎn)基因水稻的分蘗角變大[16]。對小麥MBD蛋白成員的聚類分析顯示，TaMBD6和TaMBD9分別與水稻的OsMBD707和擬南芥的AtMBD9蛋白質(zhì)序列高度相似，因此將這2個小麥的MBD基因作為后續(xù)研究的重點。對TaMBD6和TaMBD9兩個基因的組織表達特性分析結(jié)果(圖8)顯示，TaMBD6和TaMBD9的3個部分同源基因不同組織間存在表達差異，但均在幼穗中表達量最高，除了幼穗的高表達外，TaMBD6-A在根和葉中的表達次之，而在萌發(fā)過程的胚乳中表達水平最低；TaMBD6-B則在莖中的表達水平高于根、葉和萌發(fā)過程的胚，在種子和萌發(fā)過程中的胚乳中表達很低；TaMBD6-D的整體表達水平要低于TaMBD6-A和TaMBD6-B，在莖和萌發(fā)過程胚中的表達量相對其他組織而言略高。從上述差異表達模式推測，TaMBD6基因可能在小麥組織器官的發(fā)育調(diào)控過程中發(fā)揮功能。對TaMBD9的組織表達特性分析發(fā)現(xiàn)，該基因的3個部分同源基因在根、莖和葉中均具有較高的表達水平，推測該基因在營養(yǎng)器官的發(fā)育調(diào)控過程中發(fā)揮功能；在成熟種子及萌發(fā)過程的種子中TaMBD9-B的表達水平要低于另外2個來源于A和D基因組的部分同源基因，推測TaMBD9-B在種子中發(fā)揮的功能較弱。

3 討 論

植物MBD基因家族成員較多，這預示著該類基因在植物生長發(fā)育調(diào)控過程中具有重要功能，從聚類分析來看各成員間蛋白序列及保守功能域差異較大，推測各成員間的具體生物學功能也存在一定差異。本研究中，鑒定了小麥的16個MBD基因，由于小麥異源六倍體的基因組特性導致多數(shù)基因都存在3個部分同源的基因位點，所以小麥基因組中共檢測到44個MBD基因位點。不過，TaMBD5和TaMBD16僅在D基因組存在單個位點，從序列相似性來看，這兩個位點分別與TaMBD4和TaMBD15高度相似，推測可能是在進化過程中基因的跳躍或片段復制所致[25]。從基因位點的分布特征來看，TaMBD1、TaMBD4和TaMBD5在染色體上呈集中串聯(lián)分布，這種染色體上緊密排列形成的基因簇很可能與基因家族成員間功能上的協(xié)同密切相關(guān)[26]。通過對小麥全基因組鑒定，沒有發(fā)現(xiàn)第Ⅳ和Ⅵ亞類的MBD蛋白成員的存在，這與前人關(guān)于第Ⅳ和Ⅵ亞類MBD成員為雙子葉植物所特有的結(jié)論相一致[27]。在第Ⅲ、Ⅶ和Ⅷ亞類MBD基因中，含有數(shù)量較多的內(nèi)含子，這就增加了轉(zhuǎn)錄后mRNA加工的復雜性和可變剪切發(fā)生的可能性，推測內(nèi)含子的插入可能促進了小麥MBD基因家族的進化和功能的分化[28-29]。

MBD蛋白是一類能夠特異識別甲基化DNA的調(diào)控因子，在基因表達調(diào)控及依賴于表觀遺傳學的發(fā)育調(diào)控過程中發(fā)揮重要功能。在鑒定的小麥MBD蛋白家族成員中，均檢測到與甲基化DNA或染色體修飾互作的多個保守結(jié)構(gòu)域，其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅷ亞類小麥MBD成員可能參與了依賴于DNA甲基化的基因表達調(diào)控，而第Ⅴ亞類MBD成員可能與依賴于組蛋白修飾的基因表達調(diào)控有關(guān)[14]。目前，已有證據(jù)表明植物的MBD蛋白直接參與了發(fā)育進程的分子調(diào)控過程。例如，擬南芥AtMBD8通過對組蛋白修飾的識別參與了開花基因FT和SOC1的表達調(diào)控[10]，AtMBD9參與了依賴于染色質(zhì)重塑的開花基因FLC的表達調(diào)控[11-12]，TaMBD9與擬南芥的AtMBD9高度相似，研究發(fā)現(xiàn)擬南芥AtMBD9與開花調(diào)控和分支發(fā)育調(diào)控密切相關(guān)，AtMBD9可以通過調(diào)節(jié)DNA的甲基化和組蛋白的乙酰化等過程參與開花進程的分子調(diào)控，小麥TaMBD9與AtMBD9同源性最高，但與其相比，都包含PHD、Bromodomain、PHD1_Lid2p_like等與組蛋白修飾相關(guān)的保守域，但又比AtMBD9少了1個MBD保守域，推測其可能在小麥生長發(fā)育過程中可以通過組蛋白修飾參與基因表達調(diào)控;AtMBD11基因抑制表達后導致種子育性下降和葉片形態(tài)異常[13]。OsMBD707過表達后[16]，轉(zhuǎn)基因水稻的分蘗角度變大，小麥TaMBD6與擬南芥AtMBD11、水稻OsMBD707同屬于一個亞類，可能在小麥中也發(fā)揮著相似的功能；另外，研究還發(fā)現(xiàn)擬南芥AtMBD4蛋白與磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白基因啟動子區(qū)域的超甲基化調(diào)控相關(guān)，進而參與了磷素吸收利用的分子調(diào)控過程[30]。本研究中也發(fā)現(xiàn)，小麥MBD基因的啟動子區(qū)域存在多種與環(huán)境響應(yīng)密切相關(guān)的調(diào)控元件，比如與光響應(yīng)、生長素(ABA、茉莉酸甲酯和赤霉素)響應(yīng)和非生物脅迫響應(yīng)有關(guān)的調(diào)控元件等，預示著小麥MBD基因可能與生長發(fā)育和非生物脅迫響應(yīng)相關(guān)基因的表達調(diào)控有關(guān)。干旱和高溫脅迫響應(yīng)模式分析發(fā)現(xiàn)，TaMBD6和TaMBD9在干旱處理或者高溫處理后相對于未處理的表達有差異，推測其可能參與小麥對非生物脅迫的調(diào)控過程。同時，受到異源六倍體基因組復雜性的影響，小麥MBD基因家族成員間可能存在功能冗余現(xiàn)象，來源于3個基因組的部分同源基因之間存在時空表達特性的差異，這增加了開展小麥MBD家族成員功能研究的難度[31]。