簸箕柳NBS-LRR类抗病基因家族的生物信息学分析
文献综述
摘要: 簸箕柳（Kiwifruit）中含有核苷酸结合位点（Nucleotide binding site,NBS）类基因。利用Kiwifruit Genome Database、Pfam和Coils Server 网站,和Bioedit、MEGA 5.0、ClustalW软件,分析确定簸箕柳的WRKY基因类型、结构和系统发育学关系。在簸箕柳全基因组中共有132个WRKY类基因可根据其结构进一步划分为20类基因。并对WRKY类基因家族进行了氨基酸多序列比对和系统进化树分析,发现整个WRKY基因家族可分为三个亚家族。相对于其他物种,WRKY基因结构所占比较低且不够完整。
关键词： 簸箕柳； WRKY； 生物信息学分析
- 研究的目的与意义
WRKY是一个经常被研究的基因家族，其在植物抗逆调控网络里扮演重要角色，和多种生物、非生物下的胁迫适应相关；WRKY是近年来在植物研究中发现的特有新型调控基因，本研究通过结合簸箕柳基因组数据，从基因组水平簸箕柳WRKY基因家族进行了生物信息学分析本研究通过结合簸箕柳基因组数据，从基因组水平对簸箕柳WRKY基因家族进行了生物信息学分析，初步分析WRKY类抗病基因家族染色体定位、分类、系统发育等，以期为丰富簸箕柳WRKY类抗病基因的表达调控、WRKY基因家族的功能以及抗病相关研究提供依据。能够了解在簸箕柳中WRKY基因的生物信息学分析
二．国内外的研究概况
现在如今，在国内研究瓜类中WRKY转录因子是一类重要的调控分子,在高等植物中以基因家族的形式存在。以瓜类基因组数据为材料,利用生物信息学手段对WRKY转录因子家族成员、系统进化、基因分类、保守基序的保守性进行预测和分析。瓜类WRKY家族包含61个基因,其中13个含有2个WRKY结构域和C2H2锌指型结构归为第Ⅰ类,43个含有1个WRKY结构域和C2H2锌指型结构的归为第Ⅱ类,5个含有1个WRKY结构域和C2HC锌指型结构的归为第Ⅲ类。
在国外研究中，在苹果基因组中鉴定出132个推测的WRKY基因家族蛋白，为了研究WRKY基因在植物中的胁迫反应、生长发育调控中的理论作用提供依据，利用从Pfam蛋白家族数据库下载的WRKY DNA结合域（PF03106）对其中基因组中的WRKY基因进行HMMER 3.0鉴定。利用DNAMAN 5.0、Weblogo 3、mega5.1、Map-Inspect和MEME等生物信息学软件对获得的氨基酸序列进行分析。采用RT-PCR技术检测苹果不同组织中WRKY基因的表达。最终在基因组中共发现132个WRKY基因。群体鉴定和系统发育分析结果表明， WRKY基因分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组，24个Md-WRKY蛋白具有两个WRKY结构域（Ⅰ-N组和Ⅰ-C组），其中含有cx4c22-23hxh锌指蛋白。
利用生物信息学方法对簸箕柳WRKY转录因子的数目、类型、结构、系统进化关系、保守结构域和密码子使用偏性等进行全面分析。基于簸箕柳全基因组蛋白数据库，共鉴定出55个簸箕柳WRKY转录因子家族基因，占簸箕柳基因总数(29261)的1.88％。簸箕柳WRKY转录因子存在6种内含子数量类型及15种内含子相位类型,其中27个基因含有2个内含子，25个基因的相位类型为2-2型。保守结构域系统进化分析结果显示，簸箕柳WRKY转录因子家族蛋白主要分为三大类(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)，Ⅰ类可分为ⅠN和ⅠC两个亚组，Ⅱ类根据聚类情况又可分为Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe等5个亚组。
三．研究内容
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