甘藍(lán)型油菜BnFUL基因家族全基因組鑒定與表達(dá)分析

劉營(yíng)，江姚蘭，尹澤，劉佳，張大為，吳金鋒，鄒子湘，周定港*，嚴(yán)明理*

（1.湖南科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖南 湘潭，411201；2.經(jīng)濟(jì)作物遺傳改良與綜合利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 湘潭，411201；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，湖北 武漢，430062）

甘藍(lán)型油菜作為我國(guó)重要的油料作物，常年種植面積在700 萬(wàn)公頃（約1 億畝）以上，具有適應(yīng)性強(qiáng)，生長(zhǎng)速度快，生物量大等優(yōu)點(diǎn)[1]。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的要求越來(lái)越高，抗裂角資源的匱乏嚴(yán)重限制了機(jī)械化收割。因此，挖掘調(diào)控抗裂角性狀相關(guān)基因，對(duì)油菜的抗裂改良意義重大。

FUL（FRUITFULL）基因?qū)儆贛ADS-box 轉(zhuǎn)錄因子家族的一員，廣泛存在于真核生物中，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育中，特別是在被子植物的花器官分化、開(kāi)花時(shí)間的調(diào)節(jié)以及果實(shí)的發(fā)育和成熟等方面起重要作用[2,3]。MADS-box 家族依據(jù)進(jìn)化關(guān)系分為兩種類型：type I 型和type II 型[4]。FUL基因?qū)儆趖ype II型（又名MIKC型），通常在N端（M）具有高度保守的DNA 結(jié)合域（MADS-box），一般56～60 個(gè)氨基酸[5]，“K”為第二保守結(jié)構(gòu)域，具有螺旋結(jié)構(gòu)，有助于蛋白之間形成二聚體，“I”和“C”結(jié)構(gòu)域則保守性較低[6]。

FUL基因在模式植物擬南芥中研究較為深入，在擬南芥中僅有1 個(gè)FUL基因，且為第一個(gè)鑒定出的與擬南芥角果開(kāi)裂有關(guān)的基因[7]。FUL基因在擬南芥的早期發(fā)育過(guò)程中不表達(dá)，在成熟期高表達(dá)；且突變體植株角果內(nèi)皮層細(xì)胞增多，成熟的種子自動(dòng)從角果中脫落[8]；而過(guò)表達(dá)AtFUL基因的擬南芥植株中，角果皮不能形成離區(qū)，成熟時(shí)角果皮不開(kāi)裂[9]。此外，F(xiàn)UL基因還參與調(diào)控?cái)M南芥的葉片發(fā)育[10]、花序分化[11]、開(kāi)花時(shí)間[12]和角果伸長(zhǎng)[8]等。對(duì)油菜FUL基因的研究中，異位表達(dá)AtFUL基因能顯著增強(qiáng)芥菜型油菜角果的抗裂性[13]；在甘藍(lán)型油菜中過(guò)表達(dá)與擬南芥FUL同源的白芥MADSB基因也提高了角果的抗裂性[14]。過(guò)表達(dá)GmFULa增加了大豆產(chǎn)量，而未改變開(kāi)花時(shí)間和成熟度[15]；番茄TDR4/FUL1和MBP7/FUL2這兩個(gè)基因在無(wú)乙烯的條件下，參與細(xì)胞壁修飾并影響果實(shí)成熟[16]；黃瓜中，F(xiàn)UL的旁系同源基因Csa004592和Cs004120通過(guò)控制細(xì)胞分裂與細(xì)胞大小，從而調(diào)節(jié)黃瓜果實(shí)的長(zhǎng)度[17]。

基于甘藍(lán)型油菜的基因組序列，本研究在全基因組水平上系統(tǒng)鑒定甘藍(lán)型油菜BnFUL 基因家族成員，并對(duì)其基本理化性質(zhì)、蛋白結(jié)構(gòu)、基因結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系及共線性關(guān)系等進(jìn)行分析。同時(shí)，基于轉(zhuǎn)錄組表達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)該家族基因在不同品種、不同發(fā)育時(shí)期和不同部位的表達(dá)特性進(jìn)行分析，以期為甘藍(lán)型油菜抗裂基因的功能闡釋和抗裂角種質(zhì)資源的培育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

基因組數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)自擬南芥基因組[18]（https://www. arabidopsis. org/）和甘藍(lán)型油菜基因組[19]（http://cbi. hzau. edu. cn/bnapus/index. php）。表達(dá)譜數(shù)據(jù)源自甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)[20]（http://yanglab.hzau.edu.cn/BnTIR）。

1.2 BnFUL基因家族的鑒定

以擬南芥AtFUL（AT5G60910.1）基因?yàn)榉N子序列進(jìn)行本地blastp（參數(shù)為：1e-5），以初篩選序列繪制進(jìn)化樹(shù)，結(jié)合Pfam（http://pfam. xfam. org/）和SMART（http://smart. emblheidelberg. de/）分析結(jié)構(gòu)域，最終將與AtFUL聚為一支且均含有K-box 結(jié)構(gòu)域和MADS_MEF2_like結(jié)構(gòu)域的成員確定為甘藍(lán)型油菜BnFUL基因。鑒定所得成員，根據(jù)其在染色體的位置命名。

1.3 甘藍(lán)型油菜FUL 家族基因序列分析及蛋白特性分析

利用GSDS[21]（http://gsds. gao-lab. org/）對(duì)甘藍(lán)型油菜FUL 基因家族進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。利用MEME[22]（https://meme-suite. org/meme/tools/meme）進(jìn)行蛋白保守基序預(yù)測(cè)。利用NCBI-CDD[23]（https://www.ncbi. nlm. nih. gov/Structure/bwrpsb/bwrpsb. cgi）工具進(jìn)行BnFUL 蛋白家族保守結(jié)構(gòu)域分析。利用在線網(wǎng)站ExPASY（https://www. expasy. org/）和SOMPA（https://prabi.ibcp.fr/htm/site/web/home）對(duì)鑒定所得成員的蛋白序列進(jìn)行一級(jí)結(jié)構(gòu)和二級(jí)結(jié)構(gòu)分析。利 用 PLANTCARE[24]（http://bioinformatics. psb.ugent. be/webtools/plantcare/html/）進(jìn)行啟動(dòng)子區(qū)域順式作用元件分析。利用在線網(wǎng)站W(wǎng)oLF PSOORT（https://wolfpsort. hgc. jp/）和TMHMM（http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/）進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)和跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè)，并用TBtools（v1.0971）[25]進(jìn)行可視化。

1.4 BnFUL基因家族進(jìn)化樹(shù)分析及共線分析

首先在Ensembl Plants 數(shù)據(jù)庫(kù)下載白菜和甘藍(lán)基因組信息，按照1.2 的標(biāo)準(zhǔn)分別鑒定白菜和甘藍(lán)物種中的FUL 家族基因成員；其次利用NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）的BLAST 比對(duì)功能，獲取與甘藍(lán)型油菜BnFUL 家族基因相似性較高的其它十字花科植物序列信息；后利用MEGA X 軟件進(jìn)行多序列比對(duì)，并采用鄰接法（Neighbor-Joining）構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，Bootstrap 值為1000[24]。利用TBtools 進(jìn)行甘藍(lán)型油菜自身共線性及擬南芥與甘藍(lán)型油菜、擬南芥與甘藍(lán)、擬南芥與白菜物種間的共線分析，參數(shù)為1e-5。

1.5 FUL基因家族多序列比對(duì)

將擬南芥AtFUL、白菜和甘藍(lán)的FUL基因（各3個(gè)）、甘藍(lán)型油菜的BnFUL基因（5個(gè)）及共線分析定位在ChrA09 上的基因位點(diǎn)（BnaA09T0074000ZS）進(jìn)行多序列比對(duì)，并提交Pfam分析序列結(jié)構(gòu)域特性。

1.6 BnFUL基因家族表達(dá)分析

甘藍(lán)型油菜BnFUL 基因家族在各個(gè)部位的基因表達(dá)量，由甘藍(lán)型油菜轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)（http://yanglab. hzau. edu. cn/BnTIR）獲得；不同品種甘藍(lán)型油菜BnFUL 基因家族各個(gè)時(shí)期的基因表達(dá)量，由甘藍(lán)型油菜泛基因組數(shù)據(jù)庫(kù)獲得（http://cbi. hzau. edu.cn/bnapus/index.php）。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘藍(lán)型油菜BnFUL 基因家族鑒定和理化特性分析

通過(guò)BLAST 方法，并結(jié)合結(jié)構(gòu)域篩選，在甘藍(lán)型油菜中共鑒定到5 個(gè)FUL基因，分別命名為Bn-FUL1（BnaA02G0391500ZS）、BnFUL2（BnaA03G040 4700ZS）、BnFUL3（BnaC02G0523700ZS）、BnFUL4（BnaC07G0377400ZS）和BnFUL5（BnaC09G0064500 ZS）。5 個(gè)BnFUL基因編碼的氨基酸數(shù)目為240～242，分子量為27 365.17～27 718.66 Da，理論等電點(diǎn)9.34～9.46，5個(gè)BnFUL基因所編碼蛋白之間理化性質(zhì)差異極小，說(shuō)明該家族在其擴(kuò)張過(guò)程中十分保守，極其穩(wěn)定。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，BnFUL 蛋白不穩(wěn)定系數(shù)為45.89～53.87，脂溶性指數(shù)為83.29～88.63，親水性平均系數(shù)在-0.620～-0.718（表1）；亞細(xì)胞定位預(yù)測(cè)結(jié)果顯示成員均定位在細(xì)胞核上。二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果顯示：BnFUL蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)中α-螺旋比例最高，達(dá)到51.87%～58.09%；且蛋白家族的二級(jí)結(jié)構(gòu)組成較為一致，均為α-螺旋＞無(wú)規(guī)則卷曲＞延伸鏈＞β-轉(zhuǎn)角（表2）。

表1 BnFUL蛋白理化特性Table 1 Protein physical and chemical properties of BnFUL proteins

表2 BnFUL蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)組成Table 2 Secondary structure composition of BnFUL proteins

2.2 基因結(jié)構(gòu)與蛋白保守基序及結(jié)構(gòu)域分析

使用MEME 對(duì)甘藍(lán)型油菜BnFUL 蛋白進(jìn)行保守Motif 預(yù)測(cè)，每個(gè)蛋白均含有7 個(gè)Motif，且排列方式與位置一致。利用Pfam 和NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)甘藍(lán)型油菜5 條FUL 蛋白進(jìn)行結(jié)構(gòu)域分析，所有成員均含有一個(gè)K-box 結(jié)構(gòu)域和一個(gè)MADS_MEF2_like 結(jié)構(gòu)域，排列順序和相對(duì)位置無(wú)明顯差異。對(duì)其基因結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，5 個(gè)成員中均沒(méi)有UTR（未翻譯區(qū)），且均含有8 個(gè)外顯子，僅呈現(xiàn)出外顯子位置的差異（圖1）。

圖1 甘藍(lán)型油菜BnFUL基因保守基序、結(jié)構(gòu)域及基因結(jié)構(gòu)Fig.1 Analysis of domain,motif and gene structure of BnFUL genes in Brassica napus

2.3 啟動(dòng)子分析

提取甘藍(lán)型油菜BnFUL 蛋白家族的上游3 kb啟動(dòng)子序列進(jìn)行順式作用元件分析（圖2），結(jié)果顯示甘藍(lán)型油菜BnFUL 蛋白啟動(dòng)子區(qū)域存在眾多順式作用元件，主要分為3大類：一是與光響應(yīng)相關(guān)的元件，例如：BOX 4、G-box、MRE、I-box、ACE、GATA-motif和LAMP-element等；二是與生物脅迫或非生物脅迫相關(guān)元件，例如：ARE、LTR、MBS 和TCrich repeats 等；三是與激素響應(yīng)相關(guān)的元件，例：Pbox、TGA-box、TGACG-motif、CGTCA-motif、ABRE和AuxRR-core等。

圖2 甘藍(lán)型油菜BnFUL基因啟動(dòng)子區(qū)域順式作用元件預(yù)測(cè)Fig.2 Prediction of cis-acting element of BnFUL genes in B.napus

2.4 染色體定位及共線性分析

為更深入地了解甘藍(lán)型油菜BnFUL基因家族的進(jìn)化關(guān)系，利用TBtools 對(duì)甘藍(lán)型油菜自身以及擬南芥與甘藍(lán)、擬南芥與白菜、擬南芥與甘藍(lán)型油菜基因組之間進(jìn)行共線性分析（圖3、4）。5 個(gè)BnFUL基因依次定位在染色體ChrA02、ChrA03、ChrC02、ChrC07 和ChrC09 上。共線結(jié)果顯示白菜和甘藍(lán)兩物種均有3 個(gè)FUL基因，可能與白菜和甘藍(lán)經(jīng)歷了全基因組三倍化事件有關(guān)。擬南芥與甘藍(lán)型油菜的共線分析及自身共線分析顯示，甘藍(lán)型油菜有6個(gè)BnFUL基因位點(diǎn)，與前文僅鑒定到5 個(gè)BnFUL 基因家族成員的結(jié)論不符，提示其可能在白菜和甘藍(lán)雜交及多倍化進(jìn)程中A 基因組上的1 個(gè)拷貝丟失（BnaA09T0074000ZS）。

圖3 甘藍(lán)型油菜ZS11種內(nèi)共線性分析Fig.3 Analysis of collinearity in B.napus cv ZS11

圖4 擬南芥與白菜、甘藍(lán)及甘藍(lán)型油菜ZS11之間FUL基因家族共線性分析Fig.4 Collinearity analysis of FUL gene family in Arabidopsis thaliana with B.rapa,B.oleracea and B.napus（ZS11）

2.5 FUL基因家族多序列比對(duì)

為明確甘藍(lán)型油菜ZS11 僅鑒定到FUL 基因家族的5個(gè)拷貝，而在A基因組上存在1個(gè)拷貝丟失的原因，我們對(duì)擬南芥、白菜、甘藍(lán)及甘藍(lán)型油菜ZS11的FUL 基因家族與BnaA09T0074000ZS 進(jìn)行多序列比對(duì)（圖5）。結(jié)果顯示，潛在缺失基因（BnaA09T0074000ZS）編碼蛋白序列長(zhǎng)度（403 aa）明顯大于白菜、甘藍(lán)和甘藍(lán)型油菜的FUL 蛋白序列（240～243 aa）；進(jìn)一步經(jīng)過(guò)Pfam鑒定發(fā)現(xiàn)，該基因序列僅包含K-box 結(jié)構(gòu)域，丟失了MADS_MEF2_like結(jié)構(gòu)域，且有COBRA 結(jié)構(gòu)域等其它序列的插入與融合，不符合FUL基因的鑒定標(biāo)準(zhǔn)，因此，該基因未被判定為BnFUL基因。

圖5 擬南芥、白菜、甘藍(lán)及甘藍(lán)型油菜ZS11的FUL基因家族與BnaA09T0074000ZS的多序列比對(duì)Fig.5 Multiple sequence alignment of FUL gene family in A.thaliana,B.rapa,B.oleracea,B.napus（ZS11）with BnaA09T0074000ZS

2.6 系統(tǒng)進(jìn)化分析

為進(jìn)一步分析甘藍(lán)型油菜中FUL 家族基因蛋白的進(jìn)化關(guān)系，在NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索并下載與At-FUL基因同源的其它十字花科植物氨基酸序列，并結(jié)合白菜和甘藍(lán)全基因組鑒定到的FUL基因，利用MEGA X 軟件，將5 個(gè)BnFUL與AtFUL及其它11 個(gè)FUL基因，分別為野生甘藍(lán)（B. oleraceavar.oleracea，XP_013618458.1）、花椰菜（Brassica oleraceavar.botrytis，CAD47849.1）、甘藍(lán)（B. oleracea）3 個(gè)、白菜（B. rapa）3 個(gè)、亞麻芥（Camelina sativa，XP_010456827.1） 、蘿 卜（Raphanus sativus，XP_018454622.1）和埃塞俄比亞芥（B. carinata，KAG2316775.1）的氨基酸序列進(jìn)行多序列比對(duì)及系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)分析（圖6）。結(jié)果表明：FUL基因在進(jìn)化過(guò)程中十分保守，除白菜BraA09g36363Z在甘藍(lán)型油菜ChrA09 上無(wú)對(duì)應(yīng)直系同源基因，其余2 個(gè)白菜FUL基因（BraA02g09072Z和BraA03g13786Z）及甘藍(lán)3 個(gè)FUL基因（BolC2g12170H、BolC7g44992H和BolC9g53713H）在甘藍(lán)型油菜中均有對(duì)應(yīng)直系同源基因；這與甘藍(lán)型油菜是由白菜和甘藍(lán)雜交及染色體加倍而來(lái)的遺傳背景一致。另外野生甘藍(lán)（XP_013618458.1）和花椰菜（CAD47849.1）較甘藍(lán)（BolC2g12170H）與甘藍(lán)型油菜BnFUL3有更近的親緣關(guān)系。與擬南芥AtFUL親緣關(guān)系最近的是亞麻芥（XP_010456827.1）。

圖6 十字花科植物FUL基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.6 Phylogenetic analysis of FUL gene in Brassicaceae

2.7 基因表達(dá)模式分析

對(duì)8 種甘藍(lán)型油菜（ZS11、Quinta、Tapidor、Shengli、Zheyou、Gangan、Westar 和No2127）發(fā)育的T0（播種后24 d，溫度＞10℃）、T1（播種后54 d，溫度＜10℃）、T2（播種后82 d，溫度＜10℃）、T3（播種后115 d，溫度＜10℃）和T4（播種后147 d，溫度＜10℃）五個(gè)不同時(shí)期的葉片進(jìn)行了表達(dá)量分析（圖7）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在8 種甘藍(lán)型油菜的5 個(gè)發(fā)育時(shí)期中，T0 時(shí)期表達(dá)量最低，大部分未見(jiàn)表達(dá)；T2、T3 和T4 時(shí)期FUL基因表達(dá)量顯著上升，這與其在果實(shí)發(fā)育，角果形成中有重要作用相一致；其中BnFUL3表達(dá)量最高，且表達(dá)時(shí)間跨度最大；而B(niǎo)nFUL4在整個(gè)發(fā)育時(shí)期表達(dá)量偏低，尤其在T0 和T1 時(shí)期，眾多油菜品種該基因均未表達(dá)。另外，不同類型甘藍(lán)型油菜在同一發(fā)育時(shí)期中的表達(dá)量有所差別，不同類型甘藍(lán)型油菜的FUL基因家族表達(dá)模式不同。

圖7 BnFUL基因家族在8個(gè)甘藍(lán)型油菜品種5個(gè)不同發(fā)育時(shí)期表達(dá)量Fig.7 Expression of BnFUL gene family in 5 different developmental stages of 8 B.napus species

為了解BnFUL 基因家族在甘藍(lán)型油菜不同組織中的表達(dá)特征，以甘藍(lán)型油菜品種ZS11 為例，分析了BnFUL 家族基因在甘藍(lán)型油菜葉、莖、根以及角果等組織器官中的表達(dá)量，繪制表達(dá)模式熱圖（圖8），結(jié)果表明BnFUL基因在根、花粉和種子生殖生長(zhǎng)時(shí)期中表達(dá)量低或不表達(dá)，在葉片、角果、角果殼和莖中均高表達(dá)。

圖8 甘藍(lán)型油菜FUL基因家族各個(gè)發(fā)育時(shí)期表達(dá)量Fig.8 Expression of FUL gene family in B.napus at different developmental stages

油菜BnFUL 基因家族在不同品種、不同時(shí)期及不同部位的表達(dá)情況分析表明，BnFUL基因表達(dá)存在明顯的組織特異性，且在油菜的生長(zhǎng)發(fā)育與果實(shí)成熟過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

3 討論

本研究利用生物信息學(xué)的方法在甘藍(lán)型油菜中共鑒定到5 個(gè)BnFUL基因，都屬于MADS-box 轉(zhuǎn)錄因子家族，MADS-box 轉(zhuǎn)錄因子家族一般存在兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：K-box 主要參與蛋白的二聚體或多聚體的特異結(jié)合，MADS-box 能與DNA 結(jié)合并調(diào)控下游基因表達(dá)[15]。對(duì)其基因結(jié)構(gòu)、所編碼蛋白的基序和結(jié)構(gòu)域等方面進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該家族成員在進(jìn)化過(guò)程中比較保守，成員之間理化特性、蛋白結(jié)構(gòu)域等均無(wú)明顯差異，僅有外顯子的排列位置差異較大。對(duì)其啟動(dòng)子區(qū)域順式作用元件的分析顯示，BnFUL基因上游啟動(dòng)子區(qū)域存在大量與光響應(yīng)有關(guān)的元件，與其具有調(diào)控花發(fā)育的功能相一致，另有與生物脅迫、非生物脅迫和激素響應(yīng)相關(guān)的元件，推測(cè)BnFUL基因可能在油菜的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起重要作用[2,3]。

蕓薹屬的白菜和甘藍(lán)在7500 年前經(jīng)全基因組三倍化后，進(jìn)而雜交形成甘藍(lán)型油菜。白菜基因組和甘藍(lán)基因組中均鑒定到3 個(gè)FUL基因位點(diǎn)，理論上甘藍(lán)型油菜FUL基因應(yīng)為6 個(gè)拷貝，且共線性分析顯示存在6 個(gè)共線性位點(diǎn)，與本文僅鑒定到5 個(gè)FUL基因結(jié)論不一致，提示其在A 基因組（ChrA09）上有該基因拷貝數(shù)的缺失。進(jìn)一步分析該基因位點(diǎn)的缺失原因，我們將不一致的基因位點(diǎn)（BnaA09T0074000ZS）序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該基因僅有K-box 結(jié)構(gòu)域，但無(wú)MADS_MEF2_like 結(jié)構(gòu)域，所編碼的氨基酸長(zhǎng)度明顯大于其它成員，有COBRA 結(jié)構(gòu)域等其它序列的插入與融合，表明在甘藍(lán)型油菜ChrA09 染色體上的部分基因片段可能在染色體加倍過(guò)程中發(fā)生了基因的斷裂和融合，導(dǎo)致部分基因的缺失。這與Sheng 等認(rèn)為植物在基因組發(fā)生復(fù)制之后，往往出現(xiàn)大面積的基因丟失和染色體重排，用來(lái)維持代謝平衡或其它生長(zhǎng)發(fā)育需要的觀點(diǎn)一致[26]。

植物中FUL基因不同的表達(dá)模式與其功能有明顯的相關(guān)性。例如，禾本科植物小麥（Triticum aestivum）的3 個(gè)FUL基因，WFUL1在葉片中表達(dá)，WFUL2調(diào)控外稃和外稃發(fā)育，而WFUL3則參與調(diào)控果實(shí)發(fā)育[27]。豆科植物苜蓿（Medicago truncatula）中的3 個(gè)MtFUL基因：MtFULa和MtFULb在各階段均有表達(dá)，開(kāi)花前表達(dá)量最高，主要促進(jìn)開(kāi)花；而MtFULc主要在開(kāi)花后表達(dá)，促進(jìn)花的發(fā)育；同時(shí)在擬南芥中異源過(guò)表達(dá)MtFUL造成擬南芥開(kāi)花提前[28]。本次結(jié)合公開(kāi)數(shù)據(jù)對(duì)BnFUL基因表達(dá)譜進(jìn)行分析，8個(gè)甘藍(lán)型油菜品種在5個(gè)不同時(shí)期的分析顯示：T3 時(shí)期（播種后115 d）各個(gè)基因的表達(dá)量均高于其它時(shí)期，BnFUL3更為明顯，且在不同品種間均高表達(dá)；相比之下，BnFUL4表達(dá)量較其它時(shí)期沒(méi)有顯著變化。進(jìn)一步結(jié)合油菜品種ZS11 在各個(gè)生長(zhǎng)階段的表達(dá)量分析：BnFUL在葉、莖、花、長(zhǎng)角果發(fā)育初期和角果殼中持續(xù)高表達(dá)，而在果實(shí)、花粉和根中基本不表達(dá)。BnFUL 蛋白保守基序基本相似，只有在“C”末端氨基酸區(qū)域相似度不高，結(jié)合表達(dá)譜表達(dá)模式的不同，推測(cè)BnFUL4可能與其它Bn-FUL基因間在功能上存在差異。

彭鵬飛等在擬南芥中過(guò)表達(dá)BnFUL能提高擬南芥角果的抗裂性，同時(shí)促進(jìn)早開(kāi)花，甚至表現(xiàn)出一個(gè)果柄多角果的現(xiàn)象[29]。因此，F(xiàn)UL基因可作為篩選和開(kāi)發(fā)抗裂種質(zhì)資源的重要候選基因，后期可利用CRISPR-Cas9 技術(shù)和基因工程等方法促進(jìn)Bn-FUL在甘藍(lán)型油菜自身中表達(dá)，來(lái)獲得優(yōu)質(zhì)油菜新種。本文基于甘藍(lán)型油菜基因組序列，從全基因組角度系統(tǒng)鑒定并對(duì)甘藍(lán)型油菜的BnFUL 基因家族成員進(jìn)行基本理化特性、進(jìn)化發(fā)育關(guān)系和表達(dá)模式分析，利于闡釋甘藍(lán)型油菜BnFUL 基因家族的功能，為油菜的分子育種尤其是甘藍(lán)型油菜抗裂基因的挖掘和抗裂角油菜新品種的培育提供依據(jù)。