2022年11月，我中心硕士研究生杨可在国际植物学期刊Forests（3区，IF：3.282）在线发表了题为“Genome-wide identification and expression analysis of the MADS-box family in Ginkgo biloba”的研究论文。该研究对银杏MADS-box家族成员进行了鉴定和分析，拟进一步研究MADS-box转录因子在银杏开花调控过程中的作用，以期达到从分子生物学层面促进银杏开花与加速优良品种选育的目的。

MADS-box基因是真核生物中一类重要的转录调控因子，其在拟南芥、金鱼草、杨树、白菜、菠萝和苹果等多种植物中被报道。研究发现MADS-box基因在种子萌发、营养生长、开花过渡、花分生组织和花器官的形成、种子和果实的发育、花发育和衰老等多种发育过程中起关键调节作用。

银杏（Ginkgo biloba L.）是银杏科、银杏属的裸子植物，被称为“植物界的活化石”。银杏药用价值高，是世界范围内应用最广泛的天然药物之一。银杏叶中富含黄酮类化合物、萜烯内酯和其他活性成分，其提取物有降低血清胆固醇、改善心脑血管循环和抗癌等作用，对高血压、动脉粥样硬化和脑功能障碍等心脑血管疾病功效显著。银杏果既可入药也可食用，具有止咳定喘、改善大脑功能和抗菌等功效，可用于治疗咳嗽、哮喘及老年痴呆等疾病。但银杏是一种童期特别长的中生代孑遗裸子植物，这给银杏优良品种的选育带来了严重的障碍，因此需要有新的途径来进一步缩短银杏的童期。

研究首先从银杏基因组中筛选鉴定出了26个MADS-box基因，并对其基本理化性质、染色体位置及基因共线性进行了分析，结果表明26个银杏MADS-box基因（GbMADS）共分布在8条染色体上，其基本理化性质各异，与其他物种的MADS-box基因同源性低。

进一步对26个GbMADS基因进行保守结构域、基因结构、系统进化、miRNA靶标位点和启动子顺式作用元件分析。系统发育树结果表明26个GbMADS基因可分为Ⅰ型（10个）和Ⅱ型（16个）两大类；蛋白保守基序分析显示所有GbMADS蛋白都含有保守的MADS结构域，亲源关系近的蛋白其保守基序相似。基因结构分析显示，银杏Ⅰ型和Ⅱ型GbMADS基因的外显子数、分布情况及基因长度差异较大，但同一亚家族中最密切相关的成员在内含子数目或外显子长度方面具有相似的基因结构；将10条Ⅰ型GbMADS蛋白序列与拟南芥、簸箕柳和水稻的Ⅰ型MADS-box蛋白进行系统发育分析显示5个属于Mα亚类，3个属于Mβ亚类，2个属于Mγ亚类。将16条Ⅱ型GbMADS蛋白序列与拟南芥、簸箕柳、水稻、灌状买麻藤、日本柳杉、挪威云杉、无油樟和辐射松的Ⅱ型MADS-box蛋白序列进行系统发育分析显示MIKC*分支有1个（GbMADS16），MIKCC分支有15个GbMADS；银杏雌雄花转录组分析结果显示26个GbMADS基因中有16个基因可能存在miRNA靶位点，表明GbMADS基因家族的部分成员的表达可能受miRNA的调控；顺式作用元件分析结果表明26个GbMADS基因含有大量激素调节和光响应元件以及应激反应元件，其中光响应元件数量最多。

银杏不同发育时期的雌雄花为试验材料对26个GbMADS基因的表达模式进行了分析。结果显示GbMADS基因在不同发育时期的花中均有不同程度的表达，其中唯一的MIKC*基因GbMADS16在发育中期的雄花组织中表达最高，但几乎不在雌花中表达。未来，基于这项研究的结果，我们将通过基因克隆、基因转化、烟草瞬时共表达、酵母杂交和其他基因工程技术，进一步研究关键GbMADS基因、miRNA和其他花卉发育基因之间的调控关系。从而完善银杏花发育调控网络。

长江大学硕士研究生杨可和武汉生物工程学院教师刘中兵为本文共同第一作者，长江大学叶家保副教授为论文通讯作者。该研究得到了湖北省重点研发计划项目的资助。