茄科植物CDPK家族蛋白的分子特征与进化分析
毕业论文关键词：茄科植物；CDPK；基因结构；进化关系；压力选择
Molecular Characterization and Evolutionary Analysis of the CDPK Family in Solanaceae Species
Abstract: In order to study the CDPK role in solanaceae plant,We take Arabidopsis as a reference,getting 51 CDPKs from tomatoes and potatoes,Analyzes the sequence of the gene family, molecular characteristics ,pressure selection,expression and evolutionary map made a series of comparison,To reveal the function of CDPK protein family made a great contribution.Through system analysis of tomatoes and potatoes, solanaceae plant CDPK gene structure, choice of pressure, sequence expression is conservative, don't differentiate, give priority to with expression pattern differentiation.
Key word: Solanaceae plant, CDPK, Genetic structure, Evolutionary relationship, Selective pressure
目 录
摘 要 1
引言 1
1. 材料与方法 2
1.1 数据来源 2
1.2序列特征分析 2
1.3 序列联配与系统进化分析 3
1.4 同源基因对的选择压力检测 3
2. 结果与分析 3
2.1 茄科植物CDPK家族基因的鉴定与系统进化关系 3
2.2 茄科植物CDPK家族基因的结构特征 7
2.3 茄科植物CDPK家族蛋白的保守基序组成特征 9
2.4 茄科植物CDPK家族同源基因对的选择压力检测 9
2.5 茄科植物CDPK家族同源基因对的表达情况 10
3 .讨论与结论 13
参考文献 15
附录 17
致谢 18
茄科植物CDPK家族蛋白的分子特征与进化分析
引言
钙依赖型蛋白激酶（calcium-dependent protein kinases CDPKs）是一个庞大的蛋白家族，广泛的存在于植物和微生物中，它通过调节钙信号传导的下游组分在多种生理过程中发挥重要的作用[1]。首次发现CDPK基因在豌豆茎的膜组织中发现[2]，这篇主要研究了CDPK的结构特征、理化性质和生理功能等。随后，又有研究表明，在拟南芥中发现了编码蛋白激酶的raf家族成员CTR1的基因，1990年从玉米中发现了类受体蛋白激酶ZmPK1，1993年从苹果树苗中克隆到Ca2+/CaM依赖的蛋白激酶[3]。这些早期研究表明，CDPK序列特征其具有2个保守结构域，一个是激酶结构域，另一个是钙调素类结构域。在拟南芥中，CDPK28 在调节渗透胁迫中发挥了重要功能[4]，研究结果表明，若缺失CDPK28 基因，将导致拟南芥幼苗对由 NaCl 和甘露醇引起的渗透性胁迫稍微敏感，而当CDPK28 基因超级表达时，就会加强拟南芥对渗透性胁迫的忍耐性[5]。从全基因组水平分析来看，CDPK在植物的水分运输、生长发育、细胞调节以及各种代谢中发挥着重要的作用[6]。这次研究CDPK蛋白家族，是为了比较茄科植物CDPK基因家族的序列与进化。茄科植物约有30属，3000种，分布于全世界温带和热带地区，常见的种类有拟南芥、土豆、番茄、茄子、枸杞、曼陀罗、天仙子、挂金灯等[7]。本研究以番茄和土豆为目标物种，深入剖析这两个物种CDPK基因家族，着重研究该家族基因的结构特征、蛋白保守基序以及进化关系。这些研究结果将为进一步研究番茄、土豆乃至其它茄科植物CDPK基因家族的生物学功能奠定良好的基础。