全 文 ：园艺学报，2015，42 (7)：1367–1377.
Acta Horticulturae Sinica
doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0208；http：//www. ahs. ac. cn 1367
收稿日期：2015–04–28；修回日期：2015–06–11
基金项目：浙江省农业新品种育种重大专项项目（2012C12908-8）；国家自然科学基金项目（31300566）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：ljcheng@zju.edu.cn）
光皮桦BBX类基因BlCOL13的克隆与表达分析
窦锦青，程龙军*，徐凤华，张俊红，童再康
（浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地，浙江临安 311300）
摘 要：利用 RACE、RT-PCR 以及基因组步移技术克隆得到光皮桦 BlCOL13 全长 cDNA（GenBank
登录号：KP663425）、全长 DNA 及其启动子序列。该基因 DNA 全长 2 808 bp，具有 4 个外显子，3 个内
含子；cDNA 全长 1 370 bp，包含 1 140 bp 的开放阅读框，编码含 379 个氨基酸的蛋白。BlCOL13 蛋白 N、
C 端分别有两个 B-box 和一个 CCT 结构域，属于典型的 BBX 蛋白。以拟南芥中 BBX 蛋白的分类为参照，
通过聚类分析表明 BlCOL13 属于Ⅱ型 BBX 蛋白；克隆得到的 BlCOL13 启动子序列长 685 bp，含有多个
与成花、光响应、激素信号转导以及逆境胁迫相关的顺式作用元件。亚细胞定位试验结果表明该基因主
要在细胞核中表达。不同组织中该基因都有一定程度的表达，但在雄花中表达量最高。低温、干旱、ABA
和盐胁迫等非生物逆境都在一定程度上诱导 BlCOL13 的表达，盐胁迫的影响最为明显，表明该基因在光
皮桦逆境响应中可能发挥比较重要的作用。
关键词：光皮桦；Betula luminifera；BlCOL13；BBX；基因克隆；表达分析
中图分类号：S 68 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2015）07-1367-11

Cloning and Expression Analysis of a B-box-type Protein Gene BlCOL13 in
Betula luminifera
DOU Jin-qing，CHENG Long-jun*，XU Feng-hua，ZHANG Jun-hong，and TONG Zai-kang
（The Nurturing Station of the State key Laboratory of Subtropical Silvicultrue，Zhejiang A & F University，Lin’an，Zhejiang
311300，China）
Abstract：The full-length cDNA，genomic DNA and promoter sequence of BlCOL13 were cloned
from Betula luminifera with RACE，RT-PCR and Genome Walking methods respectively. BlCOL13
genomic DNA was 2 808 bp containing 4 exons and 3 introns，and its cDNA was 1 370 bp encoding a
protein of 379 amin acids. The BlCOL13 protein contained 2 B-box domains at N terminus and 1 CCT
domains at C terminus which was classified into BBX proteins. Basing on the classification rules of BBX
in Arabidopsis，BlCOL13 belongs to type Ⅱ BBX. There are several cis-elements related with flowering，
light-response，hormone signal transduction and stress response in the promoter of BlCOL13 which was
685 bp. Nuclear localization with BlCOL13 merged protein with GFP implied BlCOL13 mainly located in
the nucleus. BlCOL13 all expressed in roots stems，leaves，male and female flowers，but highly in male
flowers. qRT-PCR result of BlCOL13 under low temperature，drought，ABA and salt treatments revealed it
was induced by these abiotic stress condition，especially for the salt treatment，implying BlCOL13 possibly

Dou Jin-qing，Cheng Long-jun，Xu Feng-hua，Zhang Jun-hong，Tong Zai-kang.
Cloning and expression analysis of a B-box-type protein gene BlCOL13 in Betula luminifera.
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played important roles in stress resistance in Betula luminifera.
Key words：Betula luminifera；BlCOL13；BBX；gene clone；gene express

BBX 蛋白（B-box-type protein）是锌指结构蛋白家族的一个亚家族，广泛存在于多细胞生物和
一些单细胞生物中，通过蛋白运输、泛素化介导以及转录调控等作用，参与细胞的生命活动。该类
蛋白最主要特征是在其结构的 N 末端包含 1 或 2 个 B-box 结构域，有的还在 C 末端含有 1 个 CCT
结构域（Meroni & Diez-Roux，2005）。动物中 BBX 蛋白的研究开展较早（Borden，1998），但植物
中关于该类蛋白功能的揭示刚刚开始。近年来的研究表明，植物中含 B-box 的蛋白也在其生长、发
育中发挥重要的作用。它们能够介导蛋白互作和基因表达调控，参与光形态建成、花发育及对逆境
响应等过程（Gangappa & Botto，2014）。
拟南芥（Arabidopsis thaliana）中的 AtBBX1/CO 是较早发现的 BBX 蛋白，其 B-box 结构域能
通过与含有卷曲螺旋结构域的蛋白 SPA1 互作，增强 FT 基因表达，促进长日照下的植株开花
（Laubinger et al.，2006）。拟南芥突变体 bbx4 和 bbx20 分别在红光和蓝光下表现为胚轴伸长（Fan et
al.，2012）；而 bbx24、bbx25 和 bbx32 在红光、远红光和蓝光下，胚轴的伸张受到明显抑制（Kumagai
et al.，2008；Holtan et al.，2011；Gangappa et al.，2013），暗示不同的 BBX 蛋白在植物光形态建成
中发挥不同的作用。BBX 蛋白还参与植物逆境响应，拟南芥中超表达 BBX24（STO）的株系耐盐能
力得到提高（Nagaoka & Takano，2003），马铃薯（Solanum tuberosum）中的 SsBBX24 基因受到 PEG
和高盐的诱导（Kielbowicz-Matuk et al.，2014），油菜（Brassica napus）在遭受跳甲害虫的危害时
BnBBX 基因的表达也发生了很大改变（Gruber et al.，2012）。目前植物 BBX 基因功能的研究主要集
中在模式植物中，极少有木本植物的相关研究报道。
光皮桦是桦木科桦木属（Betula）的落叶乔木，主要分布在中国南方，生长在海拔 800 m 以上
的地区，还可栽植于农村庭院的房前屋后，还可观赏。其材质优良，枝叶气味芬芳，树形美观。不
但能够制作高级实木家具，还可用来提取精油。是未来极具发展潜力的珍贵树种。本研究中利用光
皮桦转录组序列的分析获得一个 BBX 基因片段，通过 RACE 技术获得了其基因全长，对其结构及
表达特性进行了研究。为深入分析木本植物中 BBX 基因功能提供了一定的基础。
1 材料与方法
1.1 材料及其非生物胁迫处理
光皮桦（Betula luminifera）取自中国浙江省杭州临安浙江农林大学的苗圃地。用于基因表达分
析的材料选用苗龄为 3 个月的光皮桦组培苗无性系‘G49-3’，于生长箱中（Snijders MC1000，荷兰）
培养，试验处理培养温度（25 ± 2）℃，光照时间 12 h · d-1，光照强度 1 500 ~ 2 000 lx。组织特异性
表达分析的材料选用开花期间的 G49-3 无性系植株为试验材料。
非生物胁迫处理选择生长 3 个月，长势一致的组培苗，每个处理 3 次重复，每重复 3 株幼苗。
低温处理：将组培苗放入 4 ℃光照培养箱中，分别处理 2、6、12 和 24 h，以 25 ℃组培苗作
为对照。
干旱处理：分别将组培苗从培养基中取出，轻轻洗去根上的培养基，室温条件下用滤纸吸干水
分，直接放于空的组培瓶中作为干旱处理，以纯水培养的组培苗作为对照（宁露云 等，2014）。
ABA 和 NaCl 处理：将组培苗从培养基取出后，洗去根上培养基，分别放入浓度为 100 μmol · L-1
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的 ABA 溶液和 200 mmol · L-1 NaCl 溶液中处理 2、6、12 和 24 h，以纯水处理作为对照。
上述样品在处理结束后均立即收获完全展开的叶片进行 RNA 提取。
1.2 BlCOL13 基因的克隆及蛋白序列分析
基因组 DNA 的提取按改良的 CTAB 法（谢一青 等，2006）。RNA 的提取根据王亚红等（2010）
的方法进行。分别通过琼脂糖凝胶电泳检测和分光光度计检测 RNA 的浓度和质量，运用
PrimeScript®RT reagent Kit（TaKaRa，大连，中国）试剂盒反转录成 cDNA。
根据本实验室前期所测光皮桦转录组数据获得的一段注释为 BBX 基因的序列设计特异引物
5′-GSP1 和 3′-GSP2（表 1），用 ClonTech 公司 SMART™ RACE 试剂盒进行 5′和 3′RACE。克隆获得
的 5′和 3′序列进行拼接获得基因全长 BlCO13 cDNA 序列并进行验证。根据 RACE 获得的全长 cDNA
序列设计引物（BlCO13-QF 和 BlCOL13-QR），以基因组为模板克隆基因全长。PCR 扩增程序为：
94℃ 预变性 5 min；94 ℃ 30 s，54 ℃ 30 s，72 ℃ 3min，扩增 35 个循环；72 ℃延伸 10 min。克
隆所用 T 载体为 pGEM-T Easy Vector（Promega），测序由上海华大基因生物科技公司完成。
将获得的序列全长 BlCOL13 cDNA 序列与其基因组序列利用 DANStar（ver5.1，DNAStar Inc.）
中的 Megalign 程序进行比对，分析基因中的外显子、内含子个数及位置，并用该软件中的 EditSeq
程序预测该基因编码蛋白的序列、分子量及等电点。利用 SMART（http：//smart. embl-heidelberg. de）
推测分析 BlCOL13 蛋白的结构，并将该基因氨基酸序列与 NCBI（http：// www. ncbi. nlm. nih. gov/
blast）网站数据库中其他物种基因进行 blast 分析，搜寻其同源序列。一方面将 BlCOL13 蛋白与拟
南芥中的所有 BBX 蛋白序列进行多序列联配，用 MEGA4.0 软件（http：//www. megasoftware. net/）
构建 1 000 个自举重复的无根邻接树，对 BlCOL13 蛋白所属的 BBX 类型进行区分；另一方面对不
同植物与 BlCOL13 相似度高的蛋白序列与其进行多序列联配，采用上述同样的方法构建进化树。
1.3 BlCOL13 启动子克隆及元件分析
启动子克隆所用试剂盒为 Genome Walking Kit（TaKaRa），根据已获得 BlCOL13 序列分别设计
特异性引物 BlCOL13-SP1、BlCOL13-SP2、BlCOL13-SP3（表 1），扩增得到 5′UTR 前面的 685 bp 的启
动子序列。利用 MatInspector（http：//www. genomatix. de/cgi-bin//matinspector_ prof）对序列进行分析。

表 1 基因克隆和表达分析的引物
Table 1 Primers used for gene cloning and expression analysis
引物名称 Primer name 引物序列（5′–3′）Primer sequence
GSP1 TGGGGGCTTATGGTTTGGTCTTCTTGTG
GSP2 GTGACTCCTCCCCTGCCTCAGTTTTC
BlCOL13-QF CAGGCTTAAACCCATTAACAAACAGAT
BlCOL13-QR CTACTGCCTACCAGTATTTCAGTGAT
BlCOL13-SP1 CCACTTTCGTTGCTCAAAAACAGAGTT
BlCOL13-SP2 TGTGCACCGGAGAAAGTGAGAGTCTGT
BlCOL13-SP3 GAGGAAGCAGAGCTTGGCTGAGTCCGC
BlCOL13-qRT-F GGTGTACTGATCGTGATGAGGCTG
BlCOL13-qRT-R CCATCATTGGCATGACTGACACTA
BlTUA-qRT-F ACTAACCTTGTACCATATCCTCGT
BlTUA-qRT-R GGCTCAAATACTGCACTTGTGA
BlCOL13-sGFP-F GAGCTCGGTACCCGGGGATCCCAGGCTTAAACCCATTAACAAACAGAT
BlCOL13-sGFP-R CATGTCGACTCTAGAGGATCCGTGATGGATCTTAGCAAAACG
1.4 基因定量表达分析
Real time PCR 按照 SYBR® PREMIX EX TAQTMII（TaKaRa）试剂盒说明书和 BIO-RAD CFX96
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实时 PCR 系统（Bio-Rad，USA）进行，其扩增程序为：95 ℃ 5 min；95 ℃ 5 s，60 ℃ 20 s，72 ℃
20 s，40 个循环。以 BlTUA 基因作为内参。所有生物学样品均做 3 个重复，并且每个重复均做 3 次
定量分析。根据 BIO-RAD CFX96 的 Bio-Rad CFX Manager（Version 1.5.534）计算基因相对表达量。
引物序列见表 1。
1.5 BlCOL13 蛋白表达的亚细胞定位
设计引物（BlCOL13-sGFP-F/BlCOL13-sGFP-R）扩增去掉终止密码子的 BlCOL13 基因完整开放
阅读框序列，并插入到 35S-GFP 载体（插有 GFP 片段的 pCAMBIA1300 载体）。以 cDNA 为模板进
行 PCR 扩增。胶回收的片段与载体进行重组，选取含有 BlCOL13 插入序列的阳性克隆，测序验证
正确后，提取质粒进行亚细胞定位。通过基因枪（PDS-1000/He）轰击洋葱表皮细胞的方法进行转
化（Xu & Wei，1998），转化细胞在激光共聚焦扫描显微镜下观察，成像。
2 结果与分析
2.1 BlCOL13 克隆和序列分析
以光皮桦转录组中获得的 512 bp 的注释为 BBX 基因序列的片段为基础，设计引物进行 RACE
扩增，经过测序、拼接和验证，获得该基因的全长 cDNA 序列，长度为 1 370 bp（图 1，A），包含
1 140 bp 的开放阅读框。同时，在 cDNA 序列的基础上设计引物扩增获得了该基因全长，序列长度
为 2 808 bp（图 1，B），4 个外显子长度分别为 545、211、296 和 87 bp，3 个内含子长度分别为 917、
278 和 243 bp，5′和 3′非翻译区的长度分别为 160 和 71 bp（图 2）。经过 Blast（http：//www. ncbi. nlm.
nih. gov/blast)）比对，结果表明该基因属于 BBX 基因家族成员。与其亲缘关系最近的其他物种中同
源基因大多被命名为 COL13（CONSTANS-Like13），因此将该基因被命名为 BlCOL13。


图 1 光皮桦 BlCOL13 全长 cDNA（A）和全长 DNA（B）的琼脂糖电泳
Fig. 1 Identification of Betula luminifera BlCOL13 full-length cDNA and full-length DNA by
DNA agarose gel electrophoresis

图 2 光皮桦 BlCOL13 基因的结构示意图
Fig. 2 The genome structure of BlCOL13

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2.2 BlCOL13 蛋白序列、结构分析
BlCOL13 基因编码 379 个氨基酸，预测分子量为 11.42 kD，等电点为 5.00。蛋白结构分析表明
其序列中含有两个 B-box 和 1 个 CCT 结构域，属于典型的 BBX 蛋白（图 3）。









































图 3 光皮桦 BlCOL13 蛋白序列与其他植物同源蛋白序列的比对
Fig. 3 Multiple alignment of BlCOL13 in Betula luminifera and its homologus proteins from other plants
BrCOL13：油菜 Brassica rapa（XP_009142494.1）；AtCOL13：拟南芥 Arabidopsis thaliana（NP_182310.1）；NsCOL13：烟草 Nicotiana sylvestris
（XP_009791543.1）；StCOL13：马铃薯 Solanum tuberosum（XP_006359430.1）；GmCOL13：大豆 Glycine max（NP_001241399.1）；CsCOL13：
橙 Citrus sinensis（XP_006479879.1）；POPTR0020s00320g：杨树 Populus trichocarpa（XP_006389672.1）；VvCOL13：葡萄 Vitis vinifera
（XP_002268490.1）；MnCOL13：川桑 Morus notabilis（XP_010112745.1）；PmCOL13：梅花 Prunus mume（XP_008234997.1）；
MdCOL13：苹果 Malus × domestica（XP_008350082.1）；TuCOL13：小麦 Triticum urartu（EMS65502.1）；
Os07g0667300：水稻 Oryza sativa Japonica Group（NP_001060574.1）.
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按照 Gangpapa（2013）、Crocco 和 Botto（2013）对植物 BBX 的分类标准，将 BlCOL13 与拟南
芥中所有 BBX 蛋白成员进行系统进化分析和聚类，结果表明 BlCOL13 蛋白结构上属于类型Ⅱ的
BBX 蛋白（图 4，a），其与命名为 COL13 的 AtBBX11（AT2G47890）亲缘关系最近。而不同植物
中与 BlCOL13 同源蛋白的系统进化树构建结果（图 4，b）表明，该蛋白与川桑（Morus notabilis）、
梅花（Prunus mume）、杨树（Populus trichocarpa）等木本植物亲缘关系很近，与川桑的氨基酸序列
相似性最高，达到 57%，而与单子叶植物小麦（Triticum urartu）的亲缘关系最远，氨基酸序列覆盖
率和相似性分别仅有 23%和 15%，且单子叶、双子叶植物各聚为一类，木本植物和草本植物之间也
有较大的聚类差异。暗示这类蛋白序列既具有保守性，在不同类型植物之间又有一定的多样性。

图 4 拟南芥 BBX 与 BlCOL13 的进化树构建（a）与植物 BlCOL13 类似蛋白的系统发育树（b）
标尺表示分支长度。
Fig. 4 Phylogenetic tree of BlCOL13 and BBX proteins in Arabidopsis thaliana（a）Phylogenetic tree of
BlCOL13 proteins in some plants（b）
The bar indicates the branch length.
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2.3 BlCOL13 启动子序列分析
启动子序列的克隆获得 BlCOL13 转录起始位点上游 685 bp 的序列。通过对启动子上顺式作用
元件的分析（表 2），发现序列中含有 5 个脱落酸（ABA）和光响应元件（GBOX），7 个成花相关转
录因子（MADS）结合序列，1 个冷应答元件（DREB），1 个 AP2/EREBP 转录因子结合元件（EREF），
1 个响应乙烯信号转导的元件（EINL），2 个昼夜节奏相关的顺式作用元件（CCA），另外还有 4 个
MYC，3 个 MYB 和 4 个 NAC 转录因子结合的顺式作用元件序列。这些转录因子很多都与逆境响应
有关系。该启动子序列中含有多个与植物成花、昼夜节奏和逆境胁迫响应相关的顺式作用元件，暗
示 BlCOL13 可能参与了植物中生长发育和对逆境响应的过程。

表 2 BlCOL13 启动子的顺式作用元件
Table 2 List of cis-element in the promoter of BlCOL13
功能
Function
数量
Number
可能的元件
Putative element
位置/bp
Position
序列
Sequence
成花相关 Flowering 7 –612 ~–632 cttctCCACtaagggcagctt
–449 ~–469 ctactccaaAAATatcaaaga
–397 ~–417 tattaccctttgttGAAAagt
–396 ~–416 cttttcaacaaaggGTAAtat
–240 ~–260 ggggtCCATctttgggaccac
–239 ~–259 tggtcCCAAagatggaccccc

MADS
–96 ~–116 aacttCCTTatatagaggaag
干旱、脱落酸效应相关 Drought and ABA effects 4 –466 ~–484 gcacgacACACttgtctac
–306 ~–324 ggctcctACAAatgccatc
–65 ~–83 agagaaCACGggggacgag

MYC
–10 ~–20 ttTCTTcttct
逆境胁迫相关 Stresses related 3 –564 ~–580 cgagttCTGTtaggtcc
–392 ~ –408 ccggATATtaccctttg

MYB
–265 ~–281 ttgaAGATgcctctgcc
乙烯应答相关 Ethylene responses 1 EREF –245 ~–263 gacagtggTCCCaaagatg
脱落酸和光响应相关 ABA and light response 5 –187 ~–207 ctttgaagACGTggttggaac
–186 ~–206 ttccaacCACGtcttcaaagc
–147 ~–167 catcccttACGTcagtggaga
–146 ~–166 ctccacTGACgtaagggatga

GBOX
–135 ~–155 gggattgtGCGTcatccctta
冷胁迫相关 Cold stress related 1 DREB –254 ~–274 tgcctctgCCGAcagtggtcc
昼夜节奏控制相关 Circadian rhythm control 2 –499 ~–513 aagaagaaAATCttc

CCA
–451 ~–465 tccaaaAATAtcaaa
逆境胁迫相关 Stresses related 4 –190 ~–216 tgaagacgtggttggaACGTcttcttt
–188 ~–214 agaagacgttccaacCACGtcttcaaa
–139 ~–165 ttgtgcgtcatccctTACGtcagtgga

NAC
–136 ~–162 actgacgtaagggatGACGcacaatcc
乙烯信号转导相关 Ethylene signal transduction 2 EINL –93 ~–101 aTGAActtc
–35 ~–43 aTGTAgctt


2.4 BlCOL13 的亚细胞定位
目前发现的 BBX 蛋白均为转录因子（Meroni & Diez-Roux，2005；Gangappa & Botto，2014），
基因枪轰击洋葱表皮的结果表明 BlCOL13 表达的蛋白也主要在细胞核中表达，而且从高倍放大的视
野可以看出该蛋白在核中分布呈不规则分散状，即有可能是在核散斑中表达（图 5）。

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图 6 光皮桦 BlCOL13 在不同组织中的表达分析
Fig. 6 qRT-PCR analysis of BlCOL13 gene expression in
different tissues in Betula luminifera

图 5 BlCOL13 的亚细胞定位
Fig. 5 Subcellular localization of BlCOL13

2.5 BlCOL13 的组织表达特异性分析
定量 RT-PCR 结果表明正常生长条件下光
皮桦不同组织的 BlCOL13 都有表达，根和雌花
中的表达量相对较低，茎、叶次之，而雄花中
的表达量最高，分别为雌花和根中表达量的
12.6 倍和 9.2 倍（图 6）。
2.6 BlCOL13 在不同逆境胁迫下叶片中的表
达差异
对低温、干旱、ABA 和盐胁迫条件下
BlCOL13 的基因表达情况的研究（图 7）表明，
低温、干旱、ABA 和盐胁迫在一定程度上都能
促进该基因的表达。随处理时间的延长，低温
条件下 BlCOL13 的相对表达水平提高，处理
24 h 的时候，其表达水平为对照的 2.01 倍；干旱条件下，BlCOL13 基因的表达经历了一个先抑制后
诱导的过程，在处理 6 h 时，基因表达下调，仅为对照的 1/3 倍，而随后又受到诱导，在 12 h 时达
到最高水平，为对照的 3.05 倍；此后，又逐渐下降。ABA 处理，24 h 达到对照的 2.78 倍；在盐胁
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迫条件下，6 h 时表达水平最高，是对照的 11.64 倍，12 h 和 24 h 有下降的趋势，但仍保持较高的诱
导水平。


图 7 低温、干旱胁迫、ABA 和 NaCl 条件下 BlCOL13 的表达分析
Fig. 7 qRT-PCR analysis of BlCOL13 under low temperature，drought，ABA and NaCl
3 讨论
BlCOL13 基因克隆及序列分析表明，该基因序列包括 4 个外显子和 3 个内含子。编码的蛋白 N
端具有 2 个典型的 B-box 结构域，在 C 端则有 1 个 CCT 结构域，属于 BBX 蛋白。该蛋白的亚细胞
定位研究表明其在细胞核中表达，符合其作为转录因子的特点，而且其在核内呈不规则分散状分布，
属于核散斑表达的特征。拟南芥中 BBX21 和 BBX22 也有类似特点，蛋白表达后，需要被 COP1 招
募进入核散斑才能发挥作用（Datta et al.，2007，2008）。这表明，BlCOL13 功能的发挥可能也需要
COP1 蛋白的辅助，即同样需要在 COP1 的协助下进入核散斑才能发挥作用。COP1 是参与光形态建
成的关键因子（Yamamoto et al.，1998；Deshaies & Meyerowitz，2000），这暗示该基因可能参与了
光皮桦的光形态建成过程。
按照 BBX 蛋白结构特点，植物中的 BBX 蛋白可以分为 5 个类型：类型Ⅰ和Ⅱ均包含 2 个 B-box
结构域和 1 个 CCT 结构域，即 B1 + B2 + CCT 型，两者的 B-box2 结构域在氨基酸序列上有较大的
差异；类型Ⅲ仅有 B-box1 和 1 个 CCT 结构域；类型Ⅳ只含有 2 个 B-box 结构域；类型Ⅴ只有 1 个
B-box 结构域（Crocco & Botto，2013）。按照该分类标准，依据 BlCOL13 与拟南芥不同 BBX 蛋白
的聚类结果，其属于Ⅱ型 BBX 蛋白。目前的研究表明，Ⅱ型 BBX 蛋白主要参与了植物花发育以及
逆境响应等过程。
在该类基因参与的逆境胁迫响应方面也有越来越多的研究证据。COL13（AtBBX11）在低温和
ABA 处理条件下表达量都有大幅度提高（Sanchez et al.，2004；Soitamo et al.，2008）。矮牵牛中的
PhBBX8 同样被低温、干旱、ABA 和高盐诱导（宁露云 等，2014）。低温、干旱、ABA 和盐胁迫等
非生物逆境条件处理下都在一定程度上促进 BlCOL13 基因的表达，盐胁迫对基因表达的影响最为明
显，处理 6 h 时，表达量达到了对照的 11.64 倍。这些结果都表明该基因在光皮桦逆境响应中可能发
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挥了比较重要的作用。
BBX 蛋白在植物成花发育过程中也发挥了重要的作用。大麦（Hordeum vulgare）中的 HvCO1
也是 BBX 蛋白家族的成员，它能够通过上调 HvFT 基因的表达而促进植株成花（Campoli et al.，
2012）。拟南芥中除了 CO 外，短日照条件下，BBX6 也能通过促进 FT、SOC 基因的表达导致植株
提前开花（Hassidim et al.，2009）；COL9（AtBBX7）则能够通过抑制 CO 的表达，进而降低 FT 基
因的表达量，导致开花时间的延迟（Cheng & Wang，2005）。BBX19 也是影响成花的一个重要调控
因子，降低拟南芥中 BBX19 的表达能促进成花，而超表达该基因则延迟成花（Wang et al.，2014）。
这表明不同 BBX 蛋白可能在植物成花中的作用不同。BlCOL13 在光皮桦根、茎、叶和花等不同组
织器官中都有一定的表达，但在雄花中表达量最高，暗示 BlCOL13 可能参与了花器官的发育过程。
但其在光皮桦成花过程中发挥的具体作用及其与光周期的关系，仍需进一步研究。
此外，本研究中所克隆 BLCOL13 启动子的序列分析结果也表明，该序列中包含有多个涉及成
花、昼夜节奏、激素信号转导以及干旱、低温胁迫等逆境响应相关的顺式作用元件，这些作用元件
的存在也在很大程度上说明了该基因可能与光皮桦的生长、发育过程有密切关系。
目前木本植物中有关 BBX 基因的报道极少。本研究中通过对光皮桦 BlCOL13 结构、蛋白特征、
启动子序列以及低温、干旱、ABA、盐等非生物逆境表达特点的分析，明确了该基因的结构和表达
特点，为 BlCOL13 功能和分子调控机制的研究奠定了良好的基础，对 BlCOL13 的深入研究及揭示
光皮桦花发育和逆境响应的分子机制有重要意义。

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