Fibrillins (FBNs) constitute a plastid-lipid-associated protein family that plays a role in chloroplast development, lipids metabolism and stress responses in plants. Until now, FBNs have been functionally characterized in stability of thylakoid and responses to the different stress stimuli. Consequently, phylogeny, domain composition and structural features of 121 FBNs family proteins from ten representative species have been identified. As results, phylogenetic analysis demonstrated that FBNs proteins were grouped into 24 clades and further subdivided into three groups, including terrestrial plant-specific, algae-specific, and intermediate group. These FBNs genes had different numbers of introns and exons but encoded the conserved N-terminal chloroplast transport peptide (CTP) domains and plastid lipid-associated protein (PAP) domains, which greatly contributed to the sub-functionalization and neo-functionalization. Meanwhile, the CTP domains of eleven OsFBN proteins except OsFBN8 could help them transport into chloroplasts. The PAP domains of OsFBN2 and OsFBN4 showed the in vitro specific binding activity to C12-C22 fatty acids that were affected by YxD motif. The qRT-PCR analysis showed that OsFBN genes were differentially induced by heat stress and cold stress in rice. Collectively, this study has provided the new insights into the evolution, structure, and functions of FBN gene family and will help to elucidate the molecular mechanisms of these proteins functioning in growth, development and adaptations in the global climate change.

中文翻译：

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水稻原纤维蛋白家族基因的系统发育、结构多样性和全基因组表达分析

原纤维蛋白 (FBN) 构成质体-脂质相关蛋白家族，在植物的叶绿体发育、脂质代谢和应激反应中发挥作用。到目前为止，FBN 的功能特征在于类囊体的稳定性和对不同压力刺激的反应。因此，已经确定了来自十个代表性物种的 121 个 FBNs 家族蛋白的系统发育、结构域组成和结构特征。结果，系统发育分析表明FBNs蛋白分为24个进化枝，并进一步细分为三组，包括陆生植物特异性组、藻类特异性组和中间组。这些 FBNs 基因具有不同数量的内含子和外显子，但编码保守的 N 端叶绿体转运肽 (CTP) 域和质体脂质相关蛋白 (PAP) 域，这极大地促进了子功能化和新功能化。同时，除 OsFBN8 之外的 11 个 OsFBN 蛋白的 CTP 结构域可以帮助它们转运到叶绿体中。OsFBN2 和 OsFBN4 的 PAP 结构域显示出对受 YxD 基序影响的 C12-C22 脂肪酸的体外特异性结合活性。qRT-PCR 分析表明 OsFBN 基因在水稻中受到热胁迫和冷胁迫的不同诱导。总的来说，这项研究为 FBN 基因家族的进化、结构和功能提供了新的见解，并将有助于阐明这些蛋白质在全球气候变化中的生长、发育和适应中发挥作用的分子机制。除 OsFBN8 外，11 个 OsFBN 蛋白的 CTP 结构域可以帮助它们转运到叶绿体中。OsFBN2 和 OsFBN4 的 PAP 结构域显示出对受 YxD 基序影响的 C12-C22 脂肪酸的体外特异性结合活性。qRT-PCR 分析表明 OsFBN 基因在水稻中受到热胁迫和冷胁迫的不同诱导。总的来说，这项研究为 FBN 基因家族的进化、结构和功能提供了新的见解，并将有助于阐明这些蛋白质在全球气候变化中的生长、发育和适应中发挥作用的分子机制。除 OsFBN8 外，11 个 OsFBN 蛋白的 CTP 结构域可以帮助它们转运到叶绿体中。OsFBN2 和 OsFBN4 的 PAP 结构域显示出对受 YxD 基序影响的 C12-C22 脂肪酸的体外特异性结合活性。qRT-PCR 分析表明 OsFBN 基因在水稻中受到热胁迫和冷胁迫的不同诱导。总的来说，这项研究为 FBN 基因家族的进化、结构和功能提供了新的见解，并将有助于阐明这些蛋白质在全球气候变化中的生长、发育和适应中发挥作用的分子机制。qRT-PCR 分析表明 OsFBN 基因在水稻中受到热胁迫和冷胁迫的不同诱导。总的来说，这项研究为 FBN 基因家族的进化、结构和功能提供了新的见解，并将有助于阐明这些蛋白质在全球气候变化中的生长、发育和适应中发挥作用的分子机制。qRT-PCR 分析表明 OsFBN 基因在水稻中受到热胁迫和冷胁迫的不同诱导。总的来说，这项研究为 FBN 基因家族的进化、结构和功能提供了新的见解，并将有助于阐明这些蛋白质在全球气候变化中的生长、发育和适应中发挥作用的分子机制。