蓖麻RcWD40家族鑒定與表達(dá)分析

茍亞夫，唐杰松，于聳,，鄭志民*

（1.東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，東北 鹽堿植被恢復(fù)與重建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍 江哈爾濱， 150040；2.東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，林木 遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍 江哈爾濱， 150040）

WD40 蛋白家族特有的WD40 結(jié)構(gòu)域是真核生物基因組中最豐富的結(jié)構(gòu)域之一[1]，在原生生物和原核生物中鮮見報(bào)道[2]。WD40 結(jié)構(gòu)域具有約40 個(gè)保守氨基酸殘基，C 末端通常以色氨酸-天冬氨酸（Trp-Asp，WD）結(jié) 尾，也 稱WD40 重 復(fù) 蛋 白[3,4]。WD40 重復(fù)序列通常折疊成典型的七葉β 螺旋槳結(jié)構(gòu)，它們圍繞在中央腔周圍，每個(gè)葉片由一個(gè)四股反平行β-鏈組成[5]。WD40 結(jié)構(gòu)域本身無催化活性，但這一螺旋槳結(jié)構(gòu)決定了它在蛋白-蛋白或蛋白-DNA互作中將充當(dāng)“腳手架”或“適配器”功能[6]。

在植物中，WD40 重復(fù)蛋白廣泛參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞壁形成、染色體重塑與組蛋白修飾、蛋白酶體降解、微管組織組裝等多種細(xì)胞過程[7]。在非生物脅迫應(yīng)答方面，擬南芥WD40 蛋白HOS15 通過組蛋白去乙?；瘉硪种频蜏孛{迫耐受基因[8]；鹽生植物藜麥REBC基因參與表皮囊狀細(xì)胞的形成，使莖尖免受高鹽度脅迫損傷[9]。在植物生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控上，水稻7-WD40 基序蛋白GORI 通過調(diào)節(jié)胞吞胞吐復(fù)合物形成來介導(dǎo)花粉管生長(zhǎng)[10]；擬南芥ABT 蛋白可與PYR1/PYL/RCAR 和PP2C 結(jié)合，通過終止ABA 信號(hào)來調(diào)控種子萌發(fā)和幼苗建立[11]。

擬南芥中的植物特異性調(diào)節(jié)因子AtTTG1 是WD40 家族的一個(gè)重要代表[12]，它可結(jié)合包括R2R3-MYB 和bHLH 在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子形成多元調(diào)節(jié)復(fù)合物，從而調(diào)節(jié)表皮細(xì)胞分化（毛狀體和根毛的形成）和次生代謝（類黃酮和種皮粘液的合成），并間接負(fù)調(diào)控種子發(fā)育過程中脂肪酸等貯藏物質(zhì)的積累[13,14]。在油料作物中，TTG1 同源物在油菜中有相似的功能[15]，大豆中也鑒定并克隆到了GmTTG1和GmTTG1-like基因[16,17]。

蓖麻（Ricinus communisL.）生長(zhǎng)在溫帶或寒帶，多為一年生草本，生長(zhǎng)在熱帶或亞熱帶則多為灌木或小喬木，是世界上重要的能源與油料作物，也是具有生態(tài)修復(fù)價(jià)值的耐逆植物[18]。蓖麻油中的蓖麻油酸組分得益于其極高的純度及羥基化賦予的獨(dú)特性質(zhì)，輕重工業(yè)上均備受青睞[19]。蓖麻中油脂合成正向調(diào)控因子如WRI1[20]、LEC2[21]等備受關(guān)注，而負(fù)調(diào)節(jié)物則鮮見報(bào)道。因此全面梳理蓖麻WD40家族基因，探究其對(duì)于耐逆和脂肪酸積累方面的潛在功能尤為重要。本研究利用生物信息學(xué)方法鑒定蓖麻WD40家族基因及其成員RcTTG1基因，建立系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，進(jìn)行亞家族分類，并在4個(gè)組織及不同發(fā)育時(shí)期種子中進(jìn)行表達(dá)分析。這為深入研究WD40 家族在蓖麻中的生物學(xué)功能及挖掘育種靶點(diǎn)基因提供了數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 蓖麻WD40蛋白家族鑒定與生理特性分析

從Pfam（http://pfam. xfam. org/）數(shù) 據(jù) 庫(kù) 下 載WD40 結(jié)構(gòu)域（PF00400.32）的隱馬爾可夫模型（HMM），并使用HMMER 程序（v3.0）對(duì)本實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的蓖麻基因組組裝（未發(fā)表）進(jìn)行WD40家族基因的綜合鑒定，閾值為e 值＜10-5。利用CD-HIT Suite（http://weizhong-lab. ucsd. edu/cdhit_suite/cgi-bin/index. cgi）在線工具去除冗余序列。提交序列至SMART（http://smart. embl. de/smart/batch. pl）和NCBI-CDD（https://www. ncbi. nlm. nih. gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi）數(shù)據(jù)庫(kù)確認(rèn)，刪除不包含WD40 保守域的短序列。下載蓖麻基因組組裝（TIGR_castorWGS_release_0.1）的蛋白注釋文件（http://castorbean.jcvi. org/downloads. php），使 用 Protein-Protein BLAST（v2.5.0）獲得WD40 家族蛋白序列對(duì)應(yīng)的基因模型ID。應(yīng)用在線程序Expasy（https://web. expasy.org/compute_pi/）預(yù)測(cè)蛋白的分子質(zhì)量（Mw）和理論等電點(diǎn)（pI）。

1.2 系統(tǒng)發(fā)育分析

從文獻(xiàn)中獲得237 個(gè)擬南芥WD40基因的基因號(hào)[22]，并在TAIR 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://www.arabidopsis.org/index. jsp）和NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://www. ncbi. nlm.nih. gov/）中下載235 個(gè)相應(yīng)蛋白質(zhì)序列（根據(jù)基因號(hào)無法查詢到AT1G19760 和AT1G27830 的相應(yīng)蛋白序列）。將235個(gè)擬南芥WD40蛋白序列與182個(gè)蓖麻WD40 蛋白組合，使用ClustalW 工具進(jìn)行多序列比對(duì)，采用FastTree 軟件中的LG 模型構(gòu)建了一個(gè)系統(tǒng)發(fā)育樹[23]。

1.3 保守結(jié)構(gòu)域分析和亞家族分類

除了WD40 結(jié)構(gòu)域外，還鑒定了這些基因中的其他保守基序。保守域的組成和所在位置由Pfam（http://pfam. xfam. org/）和SMART（http://smart. embl.de/smart/batch.pl）共同確定，并根據(jù)每個(gè)基因的蛋白質(zhì)序列的保守域組成對(duì)蓖麻WD40基因進(jìn)行亞家族劃分。每個(gè)亞家族中選擇一個(gè)代表性序列由Illustrator for Biological Sequences（IBS）可視化。

1.4 同源基因的鑒定

擬 南 芥（AT5G24520） 、水 稻（OSNPB_020682500）、玉米（NP_001310302）、楊樹（Potri.012 G006100）、木薯（Manes. 10G055500，Manes. 08G081 700）、大豆（GLYMA_04G228000）、棉花（AF530907，AF530911）、番茄（Solyc03g081210）中的TTG1 蛋白序列從NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://blast. ncbi. nlm. nih.gov/）和Phytozome 數(shù)據(jù)庫(kù)（https://phytozome.jgi.doe.gov/pz/portal. html）中獲得。利用Protein-Protein BLAST（v2.5.0）將上述序列比對(duì)至蓖麻基因組組裝的蛋白注釋文件，選取結(jié)果中序列相似度最高的蛋白所對(duì)應(yīng)的基因作為蓖麻中TTG1的同源物。通過NCBI BLASTp（https://blast. ncbi. nlm. nih. gov/Blast.cgiNCBI-BLASTp）獲得表達(dá)譜Group I 中32 個(gè)Rc?WD40的擬南芥同源基因。

1.5 啟動(dòng)子順式調(diào)控元件分析

從蓖麻基因組序列中提取基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游1.5 kb 區(qū)域序列，提交至在線分析網(wǎng)站JASPAR（http://jaspar.genereg.net/），選擇擬南芥轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)庫(kù)，預(yù)測(cè)B3 和Myb/SANT 結(jié)構(gòu)域的結(jié)合位點(diǎn)。

1.6 基因表達(dá)分析

使用本實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)錄組RNA-seq 數(shù)據(jù)（未發(fā)表），分析蓖麻栽培品系4 個(gè)組織和4 個(gè)發(fā)育時(shí)期種子WD40家族基因的表達(dá)模式。植物組織樣品采集方法如下：3 周齡蓖麻幼苗的葉、莖、根收集自本實(shí)驗(yàn)室溫室栽培植株，盛開的雌雄花、發(fā)育早期（S1）、中期（S2）、中后期（S3）以及完全成熟的種子收集自通遼市農(nóng)科院大田栽培植株。同一類組織樣品均收集或收獲自同期種植且長(zhǎng)勢(shì)一致的3 株植物，以滿足生物學(xué)重復(fù)。使用具有默認(rèn)參數(shù)的Burrows-Wheeler Aligner（BWA）程序[24]將過濾后的讀長(zhǎng)映射至WD40基因，用于計(jì)算FPKM 平均值。對(duì)處理后的FPKM 進(jìn)行l(wèi)og2轉(zhuǎn)化，通過TBtools 軟件[25]生成熱圖并進(jìn)行層次聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蓖麻基因組中包含182個(gè)WD40蛋白家族成員

基于WD40 結(jié)構(gòu)域（PF00400.32）的序列相似性，經(jīng)Hmmer 搜索和保守結(jié)構(gòu)域確認(rèn)，在蓖麻基因組中鑒定得到182 個(gè)WD40 蛋白，并根據(jù)基因在蓖麻染色體上的位置（數(shù)據(jù)未發(fā)表）順序命名為Rc?WD40-1至RcWD40-182（附表1，詳見首頁(yè)OSID碼）。為方便查找與分享，我們通過BLASTp 獲得了這些序列與蓖麻基因組草圖蛋白注釋中的基因?qū)?yīng)關(guān)系，蛋白的基因ID、特征和分類列于附表1（掃描首頁(yè)OSID 碼）中。其中RcWD40-24（evm.model.scaffold8.6）未查找到對(duì)應(yīng)基因，為新的RcWD40家族基因。

與其功能多樣的性質(zhì)相一致，RcWD40 蛋白的保守結(jié)構(gòu)域、氨基酸序列長(zhǎng)度、分子量大小和其理化性質(zhì)差異很大。ExPASy 分析表明，182 個(gè)蓖麻WD40 蛋白的長(zhǎng)度為74 個(gè)至3591 個(gè)氨基酸不等，平均長(zhǎng)度為691 個(gè)氨基酸，平均分子量為76.58 kDa，理論等電點(diǎn)（pI）值在4.19～9.61 之間。WD40 結(jié)構(gòu)域的數(shù)量在1～11 之間變化。RcWD40 蛋白具有許多非典型的WD40 結(jié)構(gòu)域，例如ANAPC4_WD40（PF12894.7）和Ge1_WD40（PF16529.5），這些結(jié)構(gòu)域多與典型的WD40結(jié)構(gòu)域存在重疊。

2.2 RcWD40蛋白的系統(tǒng)發(fā)育分析和亞家族分類

系統(tǒng)發(fā)育樹清晰地顯示了蓖麻和擬南芥WD40蛋白之間的進(jìn)化關(guān)系：182 個(gè)蓖麻WD40 蛋白與235個(gè)擬南芥WD40蛋白整齊地聚集在一起（圖1），這使得蓖麻WD40蛋白的系統(tǒng)分類更為容易。根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹的聚類結(jié)構(gòu)，將182 個(gè)蓖麻WD40 分為8 個(gè)cluster（Cluster I 至Cluster VIII），每個(gè)cluster 分別包含13，20，46，24，21，21，14和23種蛋白質(zhì)（附表1詳見首頁(yè)OSID 碼，圖1）。在每個(gè)cluster 中，蓖麻和擬南芥的WD40 家族成員均有序分布，這說明相較于擬南芥而言，蓖麻中的WD40基因在進(jìn)化過程中未發(fā)生丟失。

圖1 蓖麻和擬南芥中WD40蛋白的系統(tǒng)發(fā)育聚類Fig.1 Phylogenetic clustering of WD40s from castor and Arabidopsis

根據(jù)其結(jié)構(gòu)域組成，將182 個(gè)RcWD40 分為28個(gè)亞家族（附表1，詳見首頁(yè)OSID 碼）。120 個(gè)僅包含WD40 結(jié)構(gòu)域的RcWD40 蛋白被劃分為亞家族WD，6 個(gè)除WD40 結(jié)構(gòu)域外還包含其他多個(gè)功能不明結(jié)構(gòu)域的RcWD40 蛋白被劃分為亞家族WO，其余56 個(gè)包含其他功能結(jié)構(gòu)域的RcWD40 蛋白被歸類為亞家族A～Z，圖2 展示了各亞家族的代表序列和結(jié)構(gòu)域組成。亞家族A～Z 中，僅包含1個(gè)成員的亞家族有16 個(gè)，包含2 個(gè)成員的亞家族有2 個(gè)（B，R），包含3 個(gè)成員的有2 個(gè)（H，Z），包含4 個(gè)成員的有2 個(gè)（C，M），包含5 個(gè)成員的有2 個(gè)（G，P），包含6個(gè)成員的有2個(gè)（L，Y）。

圖2 RcWD40蛋白的亞家族分類及其代表性蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)Fig.2 Subfamily classification of RcWD40s and their representative protein domain structures

多樣而分散的結(jié)構(gòu)域決定著RcWD40蛋白廣泛的功能。LisH 基序有助于微管二聚化，從而有助于調(diào)節(jié)微管動(dòng)力學(xué)[26]；Sof1結(jié)構(gòu)域是核仁rRNA 加工機(jī)器的組分，參與細(xì)胞生長(zhǎng)[27]；U-box 結(jié)構(gòu)域和RING結(jié)構(gòu)域與E2 依賴性泛素化相關(guān)；DENN 結(jié)構(gòu)域參與調(diào)控絲裂原活化蛋白激酶信號(hào)通路[28]；BROMO 結(jié)構(gòu)域具有結(jié)合乙酰化組蛋白的能力[29]。這些結(jié)構(gòu)域在擬南芥和水稻W(wǎng)D40蛋白家族中也被發(fā)現(xiàn)[22,30]。

2.3 RcTTG1基因的鑒定及轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)分析

TTG1基因在胚后發(fā)育和種子發(fā)育中起多種作用，特別是在受碳源分配影響的關(guān)鍵種子發(fā)育性狀中發(fā)揮作用?；谕瑪M南芥、楊樹、大豆、木薯等物種TTG1基因的序列相似性和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，我們?cè)诒吐橹需b定得到了TTG1基因的同源物RcWD40-181（29428.m000322），將其重新命名為RcTTG1（圖3A）。Phytozome數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)顯示，RcTTG1與擬南芥中的AtTTG1（AT5G24520）為Malvidae基因家族中的一對(duì)直系同源物。SMART 數(shù)據(jù)庫(kù)中，RcTTG1 的氨基酸序列除包含4 個(gè)重復(fù)的WD40 結(jié)構(gòu)域外，不含其他結(jié)構(gòu)域（圖3C），被歸類于系統(tǒng)發(fā)育Cluster IV和WD亞家族。

基因模型注釋顯示，RcTTG1僅含有1 個(gè)外顯子，且伴有176 bp的5’-UTR和227 bp的3’-UTR區(qū)域（圖3B）?；赥TG1基因在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的重要性及其在擬南芥中報(bào)道的互作關(guān)系，我們分別鑒定了轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（TSS）上游1.5 kb 序列中的B3 和MYB轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)（TFBS），分別取得分排名前五展示于圖3B中?？梢奟cTTG1啟動(dòng)子位點(diǎn)具有與不同B3 轉(zhuǎn)錄因子（FUS3 和ARF2）和MYB 轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的潛力。

圖3 蓖麻RcTTG1基因的鑒定及其啟動(dòng)子、蛋白質(zhì)序列分析Fig.3 Identification of the RcTTG1 gene and analysis of its promoter and protein sequence

2.4 RcWD40基因表達(dá)具有時(shí)空特異性

WD40蛋白功能多樣，植物各組織或生長(zhǎng)發(fā)育各階段的基因表達(dá)模式分析可為揭示這些潛在功能提供有利依據(jù)。利用實(shí)驗(yàn)室測(cè)序后的RNA-seq數(shù)據(jù)分析蓖麻中RcWD40的空間和時(shí)間表達(dá)模式，樣品涵蓋了蓖麻4個(gè)組織（盛開的雌雄花、3周齡葉、3周齡根、3 周齡莖）以及4 個(gè)發(fā)育階段的種子（早期S1、中期S2、中后期S3、成熟種子）。通過計(jì)算182個(gè)RcWD40的每千堿基轉(zhuǎn)錄每百萬映射讀長(zhǎng)的片段（FPKM）值的log2構(gòu)建了分層聚類熱圖。結(jié)果表明RcWD40基因在各組織中均有所表達(dá)，基于表達(dá)特征，RcWD40的表達(dá)譜聚類為5組（Group I～V）（圖4）。

Group I（32 個(gè)基因）是大多數(shù)分析組織中表達(dá)最高的組，Group II（22 個(gè)基因）顯示為最低的表達(dá)，Group III（51 個(gè)基因）、Group IV（42 個(gè)基因）和Group V（35個(gè)基因）分別顯示出從高到低的表達(dá)。Group I中的RcWD40-99和RcWD40-2基因在所有組織中的平均表達(dá)水平最高。RcWD40-99編碼真核翻譯起始因子eIF-5a 結(jié)構(gòu)域，可能具有持家功能；Rc?WD40-2在擬南芥中的同源基因?yàn)镽ACK1C，是ABA反應(yīng)的負(fù)調(diào)節(jié)因子，參與多種發(fā)育和環(huán)境脅迫途徑。 有 趣 的 是，報(bào) 道 顯 示RACK1A、RACK1B、RACK1C存在功能冗余[31]，而在蓖麻中則表現(xiàn)為組成型表達(dá)。我們進(jìn)一步檢查了Group I 其余30 個(gè)成員，又發(fā)現(xiàn)一些脅迫相關(guān)基因：RcWD40-10和Rc?WD40-74同 源 物 調(diào) 節(jié) 耐 寒 性[32]，RcWD40-19和Rc?WD40-37同源物參與植物免疫。

Group III 的RcWD40-25、RcWD40-62基因在根莖葉中高表達(dá)，這表明它們可能在這些組織的發(fā)育中起重要作用。相反，同屬Group III 的RcWD40-154在根莖葉中低表達(dá)，而在花和種子發(fā)育前中期較高表達(dá)。與之相符合，RcWD40-25的擬南芥同源物SPA4主要調(diào)節(jié)幼苗的光形態(tài)發(fā)生和成株的伸長(zhǎng)[33]；RcWD40-62編碼G 蛋白β 亞基，擬南芥中編碼這類蛋白的ABG1基因突變體表現(xiàn)出莖略短、花梗略長(zhǎng)、葉片更圓的表型；而RcWD40-154的同源物JINGUBANG/REN4則參與花粉中JA（茉莉酸）合成調(diào)節(jié)復(fù)合物的形成并通過內(nèi)吞機(jī)制協(xié)調(diào)花粉管生長(zhǎng)方向[34]。

由圖4 中涉及種子發(fā)育的右側(cè)4 列可見，RcTTG1（RcWD40-181）的表達(dá)水平在種子發(fā)育的中期稍有增加，并隨著種子成熟而迅速下降，這與擬南芥中AtTTG1的表達(dá)模式相似，可能起到防止脂肪酸過早積累的時(shí)控開關(guān)作用[14]。與它同屬Group V的11 個(gè)RcWD40（RcWD40-8、RcWD40-61、RcWD40-71、RcWD40-85、RcWD40-89、RcWD40-125、Rc?WD40-126、RcWD40-127、RcWD40-157、RcWD40-160、RcWD40-172）在種子發(fā)育期至成熟期具有相同的表達(dá)模式。然而，這些基因分散分布在7 個(gè)不同亞家族和除Cluster VII 外的7 個(gè)不同系統(tǒng)發(fā)育類群中，說明它們?cè)诠δ苌洗嬖谌哂嗟目赡苄圆淮蟆?/p>

圖4 RcWD40基因在不同組織和種子發(fā)育過程中的表達(dá)模式Fig.4 Expression profiles of RcWD40 genes in different tissues and during seed development

此 外，RcWD40-33、RcWD40-57、RcWD40-81、RcWD40-104、RcWD40-124、RcWD40-142和Rc?WD40-145在蓖麻種子發(fā)育到成熟期間的表達(dá)從相對(duì)較高的表達(dá)水平持續(xù)下降，僅1 個(gè)基因RcWD40-91表現(xiàn)為持續(xù)上升的趨勢(shì)，其余大多基因的表達(dá)水平存在波動(dòng)，無明顯的表達(dá)趨勢(shì)。成熟的干種子中大多數(shù)RcWD40的表達(dá)水平均低于3 個(gè)發(fā)育時(shí)期種子中的表達(dá)水平，這可能與RNA 活躍程度降低有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

自2010年蓖麻基因組草圖發(fā)布以來，蓖麻轉(zhuǎn)錄因子家族屢見報(bào)道[35]，但WD40 蛋白家族尚未得以鑒定。WD40 蛋白功能多樣，涉及廣泛的生化機(jī)制和細(xì)胞過程，在不同的生命王國(guó)中扮演著舉足輕重的角色[7]。在蓖麻中，WD40與耐逆和油脂性狀相關(guān)的功能應(yīng)受到更多關(guān)注。因此本研究在全基因組水平上蓖麻WD40家族基因進(jìn)行了鑒定和表征。

蓖麻中WD40家族成員數(shù)量與基因組復(fù)制情況相一致。蓖麻中鑒定得到了182 個(gè)WD40 家族成員，黃瓜[36]和桃[37]與之相似，分別為191 個(gè)和219 個(gè)，而在大豆[38]中，WD40 總數(shù)達(dá)到471 個(gè)，陸地棉[39]中更是多達(dá)579 個(gè)。在進(jìn)化演變過程中，蓖麻黃瓜和桃基因組除經(jīng)歷了雙子葉植物共有的三倍化（γ）事件后，均未發(fā)生新的復(fù)制事件[40]，而大豆基因組在此之后又經(jīng)歷了兩次二倍化，棉花經(jīng)歷了五倍化[41]。

WD40 結(jié)構(gòu)域無自身催化活性，因此WD40 蛋白通常通過其他結(jié)構(gòu)域來募集不同蛋白因子形成蛋白-蛋白復(fù)合物，進(jìn)而間接調(diào)控基因表達(dá)[7]，低序列保守性和高功能多樣性是該家族的特征[30]。本研究中，蓖麻WD40 蛋白被劃分為28 個(gè)亞家族，其數(shù)量多于已報(bào)道的小麥（11個(gè)）[42]、谷子（12個(gè)）[43]、中國(guó)月季（15 個(gè)）[44]等物種，這意味著WD40 蛋白在蓖麻中的功能更為分散。與已報(bào)道物種的WD40蛋白比較 可 知，Cellulose_synt、Alliinase_C/EGF_alliinase、DEAD/H helicase 是蓖麻WD40 家族中特有的結(jié)構(gòu)域。Cellulose_synt 是纖維素合成結(jié)構(gòu)域，纖維素含量可影響內(nèi)果皮厚度[45]和莖稈機(jī)械強(qiáng)度[46]；Alliinase指大蒜素，報(bào)道認(rèn)為其參與植物化學(xué)防御系統(tǒng)[47]；DEAD-box解旋酶則參與RNA代謝的全過程。

WD40 在維持蓖麻的耐逆特性中扮演著重要角色。在蓖麻各組織和各發(fā)育時(shí)期種子的基因表達(dá)譜中，表達(dá)量相對(duì)最高的Cluster I 中的3個(gè)基因（Rc?WD40-2、RcWD40-10和RcWD40-74）在擬南芥中的同源物與非生物脅迫相關(guān)，2個(gè)基因（RcWD40-19和RcWD40-37）的同源物與生物脅迫相關(guān)。在耐逆植物中，一些參與脅迫響應(yīng)的基因（或miRNA）常以串聯(lián)重復(fù)的形式進(jìn)行拷貝數(shù)擴(kuò)增[48]，或是在非應(yīng)激條件下表現(xiàn)出組成型表達(dá)[49]，抑或是在脅迫誘導(dǎo)時(shí)，一些轉(zhuǎn)錄因子表現(xiàn)出迅速而強(qiáng)烈的響應(yīng)[50,51]，這些機(jī)制在一定程度上賦予了植物體對(duì)于逆境的適應(yīng)性和反應(yīng)力。

RcTTG1基因（29428. m000322）編碼4 個(gè)WD40功能域，系統(tǒng)發(fā)育分析將它與AtTTG1（AT5G24520）聚類在相同的進(jìn)化枝上。應(yīng)當(dāng)指出，RcTTG1啟動(dòng)子區(qū)域存在RY 基序（CATGTG），這是B3 轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別結(jié)合所必需的。擬南芥中的B3轉(zhuǎn)錄因子FUS3對(duì)于種子脂肪酸合成積極作用的發(fā)揮，很大程度上依賴下調(diào)TTG1基因[13]。因此RcTTG1有可能作為Rc-FUS3（30131.m006860）的潛在靶標(biāo)，在脂肪酸調(diào)節(jié)中行使相似的功能。在籽粒灌漿或種子成熟過程中，轉(zhuǎn)錄因子在協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)成分的積累和運(yùn)輸?shù)确矫姘l(fā)揮關(guān)鍵作用。擬南芥中的LAFL（LEC1，ABI3，F(xiàn)US3和LEC2）轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)直接或間接誘導(dǎo)油脂和貯藏蛋白積累，并抑制種子萌發(fā)和營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)[52]；水稻中的NAC 轉(zhuǎn)錄因子則參與籽粒灌漿過程和熱脅迫響應(yīng)[53]。然而目前對(duì)于貯藏物質(zhì)積累負(fù)調(diào)節(jié)物的研究仍較為有限[54]，TTG1 的研究將為之提供新思路。

在種子發(fā)育中后期，RcTTG1的表達(dá)下調(diào)，而在這一時(shí)期，負(fù)責(zé)磷脂酰膽堿（PC）上油酸到蓖麻油酸轉(zhuǎn)化的羥化酶基因RcFAH12的表達(dá)量與蓖麻油酸的積累量幾乎同時(shí)攀升[55]，這暗示該基因與蓖麻油酸的積累可能存在潛在的負(fù)向調(diào)節(jié)關(guān)系。在擬南芥種子發(fā)育中，TTG1對(duì)于脂肪酸合成的抑制效應(yīng)主要通過促進(jìn)種皮粘液和類黃酮的產(chǎn)生，以調(diào)控碳分配的方式來間接發(fā)揮[14]，與蓖麻同屬金虎尾目的亞麻便具有產(chǎn)粘液的能力[56]。然而未見蓖麻種子發(fā)育中粘液形成和類黃酮積累的報(bào)道，因此TTG1 在蓖麻中的功能發(fā)揮機(jī)制還需進(jìn)一步研究。