陸地棉gag基因家族的鑒定與分析

Abstract：[Objective]Transposableelementsareamajordriverof genomeevolution，yetthefunctionsofthegaggenefamilyin uplandcotonremainunclear.Thisstudyaimedtoidentifymembersofthegaggenefamilyinuplandcotonandanalyze their structuralcharacteristics，evolutionaryelationshipsandexpresionpates toexploretheirpotentialolesinottongrowth， development，andstressresponses.[Methods]BasedontheTM-1reference genomeofuplandcotton，gaggenefamilyembers were identified using HMMER software，NCBI-CDDdatabaseandthePfamdatabase.Bioinformaticstoolswereemployed to analyze theirphysicochemical properties，subcellularlocalization，andchromosomaldistribution.Phylogenetictrees were constructed using ClustalXand MEGA X.Cis-acting elements in promoter regions were predicted using PlantCARE website， andLTRtransposon distribution wasanalyzed with RepeatMaskerandLTR_retriever.Transcriptomedata and quantiative real-time polymerase chainreaction were performedtoanalysis theexpressionpaterns and functionsof gag genes.[Results]A total of 166gag genes was identified in uplandcoton with significantly more genes inthe A sub-genome than in the D sub-genome.Phylogeneticanalysisdividedthefamilyintotwomajorsubfamilies（ninesubgroups）withdiversegenestructures， mostofwhich are located inLTR transposons.Promoter analysis revealed abundant cis-acting elements relatedtocoton growth，development，hormoneresponses，and stressadaptation.Expresionprofilingshowedthatcertaingenes，suchas

Ghir_A09Go13490and Ghir_D04G004460，werehighly expressed inspecifictisses（e.g.，ovules，fibers）orunderstre conditions（e.g，hightemperature，saltstress）.Conclusion]hegaggenefamilyexhibitssignificantdiversityinuplandcotton with its evolutionclosely linkedtoLTRtransposonactivity.Somemembersmayplayroles inabioticstressresponsesandseed development， offering potential targets for cotton genetic improvement.

Keywords： Gossypium hirsutum L.; gag gene; bioinformatics; expression pattern

轉(zhuǎn)座子活動(dòng)是生物基因組進(jìn)化的重要驅(qū)動(dòng)力，轉(zhuǎn)座子不均等擴(kuò)增調(diào)控同源基因轉(zhuǎn)錄、剪接和翻譯，進(jìn)而影響棉種譜系的特異分化。轉(zhuǎn)座子是首次在玉米中發(fā)現(xiàn)可以在基因組中移動(dòng)的DNA遺傳元件。轉(zhuǎn)座子總共分為2大類，一類是通過RNA轉(zhuǎn)座，采用“復(fù)制和粘貼”機(jī)制進(jìn)行轉(zhuǎn)座，被稱為反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，另一類是通過“剪切和粘貼\"的DNA轉(zhuǎn)座子。反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進(jìn)一步分為長末端重復(fù)（longterminalrepeat，LTR）反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子和非LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子主要分為Copia 類和Gypsy類，其中某些Gypsy類成員含有編碼包膜蛋白的env基因，被稱為內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（endogenousretrovirus，ERV）。LTR在側(cè)翼兩端生成1段 4～6 bp的短重復(fù)序列，稱為靶點(diǎn)重復(fù)位點(diǎn)（target siteduplication，TSD），可作為轉(zhuǎn)座子注釋鑒定的重要特征。LTR中間的編碼區(qū)包含1個(gè)或多個(gè)開放閱讀框，包含gag（groupspecificantigen，編碼結(jié)構(gòu)蛋白）和pol（編碼逆轉(zhuǎn)錄酶等）2個(gè)基因，借助宿主體系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，這種方式與逆轉(zhuǎn)錄病毒相似。逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組結(jié)構(gòu)由3部分組成，分別是基因gag（編碼結(jié)構(gòu)蛋白）pol（編碼各種酶，如逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶）和env（編碼包膜蛋白），雖然逆轉(zhuǎn)錄類病毒的基因組結(jié)構(gòu)高度多樣化，但都包含gag基因和pol基因[3]。從進(jìn)化上分析，逆轉(zhuǎn)錄病毒可能是由Gypsy類型的LTR逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子進(jìn)化而來的[4]。

目前對動(dòng)物gag基因的研究較多，其中主要涉及ERV。ERV通過逆轉(zhuǎn)錄過程將其序列整合進(jìn)宿主基因組，并具有轉(zhuǎn)錄活性，且在宿主基因組中不斷擴(kuò)張，ERV可以通過孟德爾遺傳在代際之間進(jìn)行垂直傳播。逆轉(zhuǎn)錄病毒在人類和動(dòng)物中的研究比較多[5，例如ERVK伴隨著雀形目鳥類輻射性物種分化而在這些鳥類基因組中積累，其殘留的序列可能作為順式調(diào)控元件影響鳴禽大腦基因表達(dá)。在植物中，逆境脅迫可能激活Gaglike基因的表達(dá)，促進(jìn)轉(zhuǎn)座子跳躍以增加基因組可塑性[7-8]。在歐洲赤松（Pinus sylvestrisL.）中，采用非特異性擴(kuò)增方法發(fā)現(xiàn)在熱脅迫、松蚜侵染、水楊酸和脫落酸處理下，轉(zhuǎn)座子及相關(guān)序列存在差異轉(zhuǎn)錄激活情況。在擬南芥中，甲基化有關(guān)基因DDM1突變激活導(dǎo)致gag蛋白包裝的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子產(chǎn)生長度為 21～22 個(gè)核苷酸、表觀遺傳激活的siRNA（epigeneticallyactivated siRNA，easiRNA），這些easiRNA能夠?qū)е罗D(zhuǎn)錄沉默[o

在棉花中未見gag基因家族的相關(guān)報(bào)道。本研究基于陸地棉（GossypiumhirsutumL.）遺傳標(biāo)準(zhǔn)系TM-1基因組，利用生物信息學(xué)方法鑒定gag基因家族成員，對其理化性質(zhì)、跨膜結(jié)構(gòu)預(yù)測、信號肽、染色體分布、基因結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系、LTR的鑒定以及表達(dá)模式等進(jìn)行全面分析，為后續(xù)陸地棉中g(shù)ag基因功能的深入研究奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1棉花gag基因家族成員鑒定

在Pfam[1l數(shù)據(jù)庫（http：//pfam.xfam.org/）中搜索編號PF03732，下載Retrotrans_gag結(jié)構(gòu)域的隱馬可夫模型，設(shè)置閾值為 1×10^-6 ，從棉花功能數(shù)據(jù)庫（https：//cottonfgd.org/）中下載陸地棉[12]（GossypiumhirsutumL.）、亞洲棉[13]（G.arboreumL.）和雷蒙德氏棉[4（G.raimondiiL.）的全基因組數(shù)據(jù)，利用HMMER 3.0^[15] 中的Hmmsearch 功能比對得到gag基因家族成員。進(jìn)一步通過美國國家生物技術(shù)信息中心的CDD數(shù)據(jù)庫（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi）和 pfamscan網(wǎng)站（https：//www.ebi.ac.uk/Tools/pfa/pfamscan/）鑒定含有Retrotrans_gag結(jié)構(gòu)域的基因家族成員。

1.2陸地棉gag蛋白的理化性質(zhì)、亞細(xì)胞定位 及保守基序預(yù)測分析

利用在線網(wǎng)站ExPASy[l]（https：//web.expasy.org/compute_pi/）獲得gag蛋白的理論等電點(diǎn)、分子質(zhì)量和信號肽等信息。利用WoLFPSORT（https：//wolfpsort.hgc.jp/）進(jìn)行亞細(xì)胞定位預(yù)測利用在線網(wǎng)站TMHMMServerV.2.0（http：//www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/）預(yù)測跨膜結(jié)構(gòu)。

1.3系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建和基因結(jié)構(gòu)分析

利用ClustalX1.83軟件對陸地棉、亞洲棉、雷蒙德氏棉中g(shù)ag基因家族成員的蛋白序列進(jìn)行比對分析;利用MEGAX軟件[18]（https：//www.megasoftware.net/）用鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹，Bootstrap值設(shè)置為1000;最后使用R語言軟件中的ggtree包（v2.2.4）[進(jìn)行基因結(jié)構(gòu)可視化。

1.4陸地棉gag基因染色體定位

從陸地棉基因組注釋文件中提取gag基因染色體位置信息，用MapChart 2.32^[20] 軟件進(jìn)行基因的染色體定位分析。利用軟件MCScanX2檢測陸地棉全基因組復(fù)制基因?qū)?，參?shù)設(shè)置：蛋白比對E值小于 1×10^-10 ，至少 75% 的序列相似度。

1.5陸地棉gag基因啟動(dòng)子區(qū)順式作用元件分析

利用perl腳本提取陸地棉gag基因上游2000bp 序列作為啟動(dòng)子區(qū)域；將獲得的序列在啟動(dòng)子預(yù)測網(wǎng)站PlantCARE[22]（http：//bioinformat-ics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）中檢索，鑒定啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件，整理得到的文件信息，用TBtools軟件進(jìn)行可視化展示。

1.6 陸地棉LTR轉(zhuǎn)座子的分析

利用RepeatMasker（https：//www.repeatmasker.org/）和LTR-retirver（https：//github.com/oushujun/LTR_retriever）軟件提取陸地棉LTR轉(zhuǎn)座子。

1.7陸地棉gag家族基因表達(dá)模式分析

從美國國家生物技術(shù)信息中心的SRA數(shù)據(jù)庫（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/）下載陸地棉TM-1的根、莖、葉、花、雄蕊、雌蕊、胚珠和纖維等各個(gè)組織以及冷脅迫、熱脅迫干旱脅迫、鹽脅迫下的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)（序列號為PRJNA248163），黃萎病脅迫下的轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)（序列號為PRJ-NA203021）。利用fastap、hisat和StringTie等軟件包分析轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)并進(jìn)行表達(dá)量計(jì)算，提取gag的基因表達(dá)數(shù)據(jù)，用tpm將表達(dá)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，以tpm大于0.1（各個(gè)組織轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)）或0.15（逆境脅迫轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)）的標(biāo)準(zhǔn)篩選表達(dá)基因數(shù)據(jù)，利用R軟件的ggplot2包可視化表達(dá)數(shù)據(jù)。

1.8陸地棉gag家族基因的熒光定量分析

使用天根多糖多酚植物總RNA提取試劑盒提取中棉所24號三葉期的根、莖和葉片，以及開花后0d（O day afteranthesis，O dpa）、3d、5d和7d的胚珠和 纖維樣品的總RNA，用全式金反轉(zhuǎn)錄試劑盒合成第1鏈cDNA。實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（quantia-tivereal-time polymerae chain reaotion，qRT-PCR）引物序列如表1。qRT-PCR反應(yīng)體系為 2μL cDNA，正向和反向引物 （10μmol?L^-1） 各 0.8μL 其他按照說明書，用雙蒸水補(bǔ)足 20μL 。擴(kuò)增程序?yàn)椋?95^°C 預(yù)變性 30s ， 95°C 變性 5s.60^°C 退火30s，72^°C 延伸20s，共40個(gè)循環(huán)， 72^°C 延伸 1min ○內(nèi)參為GhActin（基因登錄號：AY305733）。熒光定量數(shù)據(jù)采用 2^-ΔΔG 方法計(jì)算，用ggplot2包繪制柱狀圖。

2結(jié)果與分析

2.1陸地棉gag基因家族成員的鑒定

從陸地棉基因組中共鑒定出166個(gè)gag基因（附表1）。這些gag蛋白包含 88～2300 個(gè)氨基酸，分子量為 10.2～263.44kDa ，等電點(diǎn)為 4.2～ 10.8，平均等電點(diǎn)為7.86，表明該家族蛋白偏堿性。166個(gè)gag蛋白均無信號肽;預(yù)測結(jié)果顯示，164個(gè)gag蛋白無跨膜結(jié)構(gòu)，Ghir_D04G004460編碼的蛋白有2個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)，GhirD02G010800編碼的蛋白有1個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)，但是這2個(gè)蛋白都無信號肽，它們可能屬于非典型膜蛋白，通過非分泌途徑直接整合到細(xì)胞膜或內(nèi)膜系統(tǒng)，可能在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)運(yùn)輸或細(xì)胞器功能中發(fā)揮作用。亞細(xì)胞定位預(yù)測結(jié)果顯示，84個(gè)gag蛋白定位于細(xì)胞核，45個(gè)定位于細(xì)胞質(zhì)，25個(gè)定位于葉綠體，其他gag蛋白定位于線粒體等。

陸地棉A亞組的gag基因數(shù)量為101個(gè)，D 亞組為45個(gè)，定位到Scaffold上的gag基因20 個(gè)。A亞組中A05染色體上gag基因最多達(dá)13 個(gè)，其次是A03、A04（各11個(gè)）;D亞組中D02、 D03、D04和D10各有5個(gè)。

2.2gag基因的系統(tǒng)發(fā)育分析

分別從陸地棉、亞洲棉、雷蒙德氏棉鑒定出166、459和269個(gè)gag基因，根據(jù)這些gag基因編碼的蛋白序列進(jìn)行聚類分析，結(jié)果（附圖1）顯示，陸地棉、亞洲棉、雷蒙德氏棉的gag家族成員都分為2大類，第一類又分為Ia、Ib、Ic、Id、Ie的5個(gè)亞族；第二類分為ⅡIa、Ib、IIc、Ⅱd的4個(gè)亞族（附圖1）。從基因數(shù)量來看，Ⅱ類的gag基因數(shù)量明顯多于I類，I類的5個(gè)亞族共158個(gè)基因，其中Ie的家族基因數(shù)量最少，有6個(gè)，其次是Ib亞族包含8個(gè)基因；Ⅱ類家族基因數(shù)量最多的是Ⅱa。

2.3 陸地棉gag基因結(jié)構(gòu)分析

對陸地棉gag基因的內(nèi)含子-外顯子結(jié)構(gòu)分析（附圖2）發(fā)現(xiàn)，這些Ghgag基因結(jié)構(gòu)存在明顯的不同，包含 個(gè)外顯子，其中沒有內(nèi)含子的基因有43個(gè)；包含2個(gè)外顯子的基因數(shù)量最多，有60個(gè)；其次是包含3個(gè)外顯子的基因，有38個(gè)。

2.4陸地棉gag基因順式作用元件分析

Ghgag基因啟動(dòng)子區(qū)含有大量的MYB轉(zhuǎn)錄 因子結(jié)合元件（表2），此外，還有3類重要的順式 作用元件。第一類是植物生長發(fā)育有關(guān)的元件， 包含生長發(fā)育類的啟動(dòng)子元件CAT-box的基因 有66個(gè)，包含NON-box元件的基因有2個(gè)；含 有胚乳表達(dá)相關(guān)的GCN4motif的基因有43個(gè)， 包含胚乳特異性負(fù)調(diào)控相關(guān)特異性的AA CA_motif的基因有3個(gè)；含有種子特異調(diào)控的啟 動(dòng)子元件RY-element的基因有25個(gè)；含有生物 鐘響應(yīng)的啟動(dòng)子元件的基因有24個(gè)。

第二類是激素響應(yīng)元件，含有赤霉素響應(yīng)元 件的基因有158個(gè)；含有脫落酸響應(yīng)的順式作用 元件ABRE的基因有122個(gè)；含有茉莉酸甲酯響 應(yīng)元件TGACG-motif和CGTCA-motif的基因分 別有123個(gè)；含有生長素響應(yīng)元件的基因有72 個(gè)；含有TCA水楊酸響應(yīng)元件的基因有92個(gè)。

第三類是響應(yīng)逆境脅迫的順式作用元件，主 要涉及含有低溫響應(yīng)元件的基因有103個(gè)，包含 干旱誘導(dǎo)的MYB轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的基因有 83個(gè)，包含防御和逆境響應(yīng)元件TC-richrepeat 的基因有57個(gè)。

2.5 陸地棉gag基因?qū)?yīng)的LTR轉(zhuǎn)座子的分析

在143個(gè)gag基因所在區(qū)域檢測到LTR轉(zhuǎn)座子，其中，140個(gè)為Gypsy類型，3個(gè)Copia類型；8個(gè)LTR沒有TSD結(jié)構(gòu)，8個(gè)是被TSD包圍的solo-LTR，solo-LTR沒有逆轉(zhuǎn)座子的蛋白質(zhì)編碼區(qū)域，一般認(rèn)為它們是通過逆轉(zhuǎn)座子的不對稱重組形成的[23]。

2.6陸地棉gag基因的表達(dá)模式分析

通過對轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，陸地棉gag基因在棉花根、莖、葉、花瓣、雄蕊、雌蕊、不同時(shí)期的胚珠和纖維以及冷、熱、鹽和黃萎病脅迫下的表達(dá)量均較低，甚至有20個(gè)基因幾乎不表達(dá)，但是也存在一些基因的表達(dá)量較高。如，Ghir_A09G013490在幾乎所有組織中普遍高表達(dá)（圖1A），同時(shí)響應(yīng)逆境脅迫，在熱脅迫處理后^3h 鹽脅迫處理后6h和PEG處理后6h上調(diào)表達(dá)（圖1B）。Ghir_D04G004460在胚珠中的表達(dá)量較高（圖1A），能夠響應(yīng)黃萎病脅迫（圖1B）。

根據(jù)Ghgag基因在胚珠和纖維發(fā)育不同時(shí)期的差異表達(dá)情況，篩選出6個(gè)基因，利用qRT-PCR分析其在中棉所24三葉期根、莖、葉、胚珠（0 dpa、3 dpa、5dpa和 ）以及纖維（10dpa、15dpa ）中的表達(dá)情況。qRT-PCR的結(jié)果（圖2）顯示：6個(gè)基因在 15dpa 纖維中的相對表達(dá)量明顯高于其他組織，其中Ghir_A09G013490相對表達(dá)量最高。Ghir_A03G-020250在莖和葉片中相對表達(dá)量較低，在 0～ 5dpa胚珠中相對表達(dá)量持續(xù)上升，在纖維中的相對表達(dá)量高于其他組織，這與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的表達(dá)趨勢相似?；騁hirA09G003990在葉片中的相對表達(dá)量較低?；騁hirA09G013490在莖和葉片的相對表達(dá)量高于在根中的表達(dá)量，在0～3dpa 胚珠中的相對表達(dá)量明顯上升，在 3～7 dpa 胚珠中相對表達(dá)量逐漸下降?；騁hir_D02G021680在莖和葉片中的相對表達(dá)量低，在胚珠和纖維（ 纖維除外）中的相對表達(dá)量較低?；騁hirD04G004460在葉片中的相對表達(dá)量較低，在纖維中的相對表達(dá)量最高?；騁hir_D07G004250在莖中的相對表達(dá)量較高，在0～7 dpa胚珠中的相對表達(dá)量先升高后降低，在 胚珠中表達(dá)量相對較高。

3討論

目前，關(guān)于陸地棉gag基因家族的研究還未見報(bào)道。本研究利用生物信息學(xué)分析方法，在陸地棉中鑒定到166個(gè)gag基因，其中陸地棉的A亞組的基因數(shù)量明顯多于D亞組，在亞洲棉（459個(gè)）和雷蒙德氏棉（269個(gè)）中鑒定的gag家族基因數(shù)量均高于陸地棉，亞洲棉的gag家族基因數(shù)量明顯多于雷蒙德氏棉。gag基因的共線性較差（結(jié)果未展示），其中亞洲棉與陸地棉只有3對共線性基因，分別是Gar03G16080/GhirA03G-010010Gar03G20000/Ghir_A02G008220和Gar13G14870/Ghir_A13G011570，雷蒙德氏棉與陸地棉之間的gag基因沒有共線性關(guān)系，這種基因數(shù)量和共線性的差異明顯不同于其他基因家族[2，多數(shù)保守基因家族在 _A，D 亞組間表現(xiàn)數(shù)量平衡與高共線性，這可能是gag基因?qū)M裝質(zhì)量更敏感，也可能是因?yàn)槊藁ɑ蚪M加倍過程中LTR轉(zhuǎn)座子活動(dòng)和染色體重排等導(dǎo)致的結(jié)果。

具有g(shù)ag基因的、完整的LTR在陸地棉上的分化存在明顯的差異，其中，陸地棉166個(gè)gag家族基因中有143個(gè)基因存在于LTR轉(zhuǎn)座子，8個(gè)LTR沒有TSD結(jié)構(gòu)，有8個(gè)LTR是soloLTR。表明這些LTR可能已發(fā)生結(jié)構(gòu)退化或功能分化，如從活性轉(zhuǎn)座子變?yōu)檎{(diào)控元件或無功能的序列，這需要結(jié)合LTR的序列特征和功能實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下一步研究。

Ghgag基因的啟動(dòng)子上不僅存在大量的MYB和MYC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合元件，還存在與植物生長發(fā)育、逆境響應(yīng)和激素調(diào)控相關(guān)的元件。通過對陸地棉不同組織、不同逆境下的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，雖然大部分Ghgag基因表達(dá)量較低，但是存在一些表達(dá)量較高的基因，這與前人的研究相一致[7-9]。通過qRT-PCR分析發(fā)現(xiàn)，Ghir_A09G013490在莖、葉、胚珠（ 3dpa 和5dpa）和纖維（ ）中的相對表達(dá)量較高。有些基因的啟動(dòng)子存在組織特異性順式作用元件，例如GhirD04G004460基因包含種子特異性表達(dá)元件。還有一些基因的啟動(dòng)子中存在與植物生長發(fā)育有關(guān)的激素響應(yīng)元件如赤霉素響應(yīng)元件等[24]，例如Ghir_A09G013490在TM-1和中棉所24中的根、莖和葉片中存在明顯的表達(dá)量差異。綜合順式作用元件、轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和qRT-PCR分析，表明gag基因或者是gag基因所在的LTR可能參與陸地棉纖維發(fā)育、逆境響應(yīng)[25]。推測，gag基因可能經(jīng)過基因組的重排，有些基因在組織和逆境響應(yīng)中發(fā)揮著重要的功能。本研究為棉花 gag基因以及LTR的遺傳進(jìn)化和功能研究提供了初步的參考。

4結(jié)論

在陸地棉中鑒定到166個(gè)gag基因家族成員，聚類分析將其分為2大類（9個(gè)亞族）。gag基因家族成員大部分均存在于LTR轉(zhuǎn)座子中。在gag基因的啟動(dòng)子中存在主要涉及植物生長發(fā)育、逆境響應(yīng)和激素調(diào)控的順式作用元件。表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，gag家族基因在不同組織和逆境響應(yīng)中存在明顯的表達(dá)量差異，其中大部分基因表達(dá)量較低，GhirD04G004460基因在黃萎病脅迫下表達(dá)量明顯升高，表達(dá)驗(yàn)證的6個(gè)gag基因在 的纖維中表達(dá)水平普遍較高。

附件：

詳見本刊網(wǎng)站（http：//journal.cricaas.com.cn/）本文網(wǎng)

頁版。附表1陸地棉 gag基因的基本信息Table S1 Basic information of gag genesin G. hirsu-

tum附圖1 gag基因的系統(tǒng)進(jìn)化分析Fig. S1 Phylogenetic analysis of gag genes附圖2 Ghgag基因結(jié)構(gòu)Fig. S2 The gene structure of Ghgag genes

參考文獻(xiàn)：

[1]LiuS，ChengH，ZhangY，etal.Cotton transposon-related variome revealsrolesof transposon-related variations inmodern cotton cultivation[J/OL]. JournalofAdvancedResearch，2024，71：17- 28[2025-03-05].https：//doi.org/10.1016/j.jare.2024.05.019.

[2] TianX，WangR，LiuZ，etal.Widespread impactof transposable elements on the evolution of post-transcriptional regulation in the cotton genus Gossypium[J/OL].Genome Biology，2025， 26（1）：60[2025-03-05]. https：//doi.0rg/10.1186/s13059-025- 03534-5.

[3]王欽.植物逆轉(zhuǎn)錄病毒起源和進(jìn)化的研究[D].南京：南京師范 大學(xué)，2021. Wang Qin.Study on the origin and evolution of plant retroviruses[D].Nanjing：NanjingNormal University，2021.

[4]Lin J， CaiY，HuangG，etal.Analysis of the chromatin binding affinity of retrotransposases reveals novel roles in diploid and tetraploid cotton[J/OL]. Journal of Integrative Plant Biology， 2019，61（1）： 32-44[2025-03-05]. https：//doi.org/10.1111/jipb. 12740.

[5]安亞龍，陳子璇，遲誠林，等.動(dòng)物反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子研究進(jìn)展 [J/OL].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2021，29（1）：125-136[2025-03-05]. https：//doi.org/10.3969/j.issn.1674-7968. AnYalong，Chen Zixuan， Chi Chenglin，et al. Research progress onanimal retrotransposons[J/OL].Journal of Agricultural Biotechnology，2021，29（1）：125-136[2025-03-05].https：//doi. org/10.3969/j.issn.1674-7968.

[6]ChenG，YuD，YangY，etal．.Adaptive expansionofERVK solo-LTRs is associated with Passeriformes speciation events [J/OL]. Nature Communication，2024，15（1）：3151[2025-03-05]. https：//doi.0rg/10.1038/s41467-024-47501-3.

[7]Roquis D，Robertson M，Yu L，et al.Genomic impact of stress-induced transposable element mobility in Arabidopsis [J/OL].Nucleic Acids Research，2021，49（18）：10431-10447 [2025-03-05]. https：//doi.org/10.1093/nar/gkab828.

[8] Grandbastien M A. Activation of plant retrotransposons under stress conditions[J/OL].Trends in Plant Science，1998，3（5）：181- 187[2025-03-05]. https：//doi.org/10.1016/S1360-1385（98） 01232-1.

[9] Voronova A，Belevich V，JansonsA. etal. Stress-induced transcriptional activation of retrotransposon-like sequences in the Scots pine （Pinus sylvestris L.） genome[J/OL]. Tree Genetics amp; Genomes，2014，10： 937-951[2025-03-05]. htps：//doi.org/10. 1007/s11295-014-0733-1.

[10] LeeSC，Ernst E，Berube B，etal.Arabidopsis retrotransposon virus-like particles and their regulation by epigenetically activated smallRNA[J/OL].Genome Research，2020，30（4）： 576- 588[2025-03-05]. hps：//oi.rg/10.1101/gr.259044.119.

[11] FinnRD，BatemanA，ClementsJ，etal.Pfam： the proteinfamilies database[J/OL].Nucleic Acids Research，2014，42（Database issue）：D222-D230[2025-03-05].htps：//doi.org/10.1093/nar/ gkt1223.

[12]Hu Y，Chen J，F(xiàn)angL，etal.Gossypium barbadense and Gossypium hirsutum genomes provide insights into the origin and evolution of allotetraploid cotton[J/OL]. Nature Genetics， 2019，51（4）： 739-748[2025-03-05]. https：//doi.org/10.1038/ s41588-019-0371-5.

[13] Wang M， TuL， Yuan D，et al.Reference genome sequences of two cultivated allotetraploid cottons，Gossypium hirsutum and Gossypium barbadense[J/OL]. Nature Genetics，2019，51（2）： 224-229[2025-03-05]. https：//doi.org/10.1038/s41588-018- 0282-x.

[14] Huang G，Bao Z，F(xiàn)eng L，et al.A telomere-to-telomere cotton genome assembly reveals centromere evolution and a mutator transposon-linked module regulating embryo development [J/OL]. Nature Genetics，2024， 56（9）：1953-1963[2025-03-05]. https：//doi.0rg/10.1038/s41588-024-01877-6.

[15]Prakash A，JeffryesM，BatemanA，etal.The hmmer web server for protein sequence similarity search[J/OL]. Current Protocols in Bioinformatics，2017，60（1）： 3.15.11-13.15.23[2025-03-05]. https：//doi.org/10.1002/cpbi.40.

[16] Gasteiger E，Gattiker A， Hoogland C，et al.ExPASy：the proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis [J/OL].Nucleic Acids Research，2003，31（13）：3784-3788[2025- 03-05].https：//doi.org/10.1093/nar/gkg563.

[17]LarkinMA，BlackshieldsG，BrownNP，etal. Clustal Wand clustal X version 2.0[J/OL].Bioinformatics，2007，23（21）：2947- 2948[2025-03-05].https：//doi.org/10.1093/bioinformatics/btm404.

[18]Kumar S， Stecher G，Li M，et al. MEGA X： molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms[J/OL]. Molecular Biology and Evolution，2018，35（6）：1547-1549 [2025-03-05].https：//doi.org/10.1093/molbev/msy096.

[19] Yu G.Using ggtree to visualize data on tre-like structures [J/OL].Current Protocols in Bioinformatics，2020，69（1）： e96 [2025-03-05]. https：//doi.org/10.1002/cpbi.96.

[20] VoorripsRE.MapChart： software for the graphical presentationof linkage maps and QTLs[J/OL]. Journal of Heredity， 2002，93（1）：77-78[2025-03-05].htps：//doi.org/10.1093/ jhered/93.1.77.

[21]WangY，TangH，DebarryJD， etal.MCScanX：a toolkitfor detection andevolutionary analysis of gene synteny and collinearity[J/OL].Nucleic AcidsResearch，2012，40（7）：e49 [2025-03-05]. htps：//doi.org/10.1093/nar/gkr1293.

[22]RombautsS，DehaisP，VanMontagu M， etal.PlantCARE，a plant cis-acting regulatory element database[J/OL]. Nucleic Acids Research，1999，27（1）：295-296[2025-03-05]. https：//doi. org/10.1093/nar/27.1.295.

[23] OuS，JiangN.LTR_retriever：a highly accurate and sensitive program for identification of long terminal repeat retrotransposons[J/OL].Plant Physiology，2018，176（2）：1410-1422 [2025-03-05].https：//doi.org/10.1104/pp.17.01310.

[24]高秀華，傅向東.赤霉素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及其調(diào)控植物生長發(fā)育的 研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)通報(bào)，2018，34（7）：1-13. Gao Xiuhua，F(xiàn)u Xiangdong．Research progress for the gibberellin signaling and action on plant growth and development[J].Biotechnology Bulletin，2018，34（7）：1-13.

[25] Glasauer S M，Neuhauss S C.Whole-genome duplication in teleost fishes and its evolutionary consequences[J/OL]. Molecular Genetics and Genomics，2014，289（6）： 1045-1060[2025-03- 05].https：//doi.0rg/10.1007/s00438-014-0889-2. （責(zé)任編輯：王國鑫 責(zé)任校對：王小璐）