摘 要：磷酸肌醇激酶相关激酶（PIKK）是真核生物特有的非典型蛋白激酶，在细胞对基因组变化、营养缺乏等各种胁迫的响应中发挥重要作用。拟南芥基因组含有5个PIKK基因，其功能已有较多研究，而玉米基因组中的PIKK成员及其功能还不明确。本研究系统鉴定出玉米基因组中5个PIKK基因，分布于4条染色体上。玉米PIKK基因内含子数从1~27个不等，说明其基因结构存在多样性。基于EST和RNAseq数据的表达模式分析表明，玉米PIKK基因的表达具有明显的组织特异性，多数基因在幼根和胚中表达。这些结果为玉米PIKK基因的进一步功能研究奠定了基础。59391

毕业论文关键词：玉米，PIKK基因，基因结构，表达分析

Abstract：Phosphatidylinositol kinase related kinases (PIKKs) are atypical protein kinases that are unique to eukaryotes。 They play essential roles in cell response to various stress conditions including genome variation and nutrition deficiency。 The Arabidopsis genome contains five PIKK genes, whose function has been largely investigated。 However, PIKK genes and their function in important crops such as maize remain illusive。 In this analysis, we systematically identified 5 PIKK genes from the maize genome, which were distributed on four chromosomes。 Intron numbers of maize PIKK genes varied from 1 to 27, suggesting that their gene structures are perse。 Gene expression analysis using EST and RNAseq data revealed that maize PIKK genes showed tissue-specific expression; most of them were expressed in young roots and embryos。 These results lay a solid foundation for functional analysis of maize PIKK genes。

Key words: maize, PIKK gene, gene structure, expression analysis

1  引言 4

2  材料与方法 4

2。1  序列检索、染色体分布和基因结构分析 4

2。2  蛋白质等电点和亚细胞定位预测 4

2。3  表达分析 4

3  结果与分析 5

3。1  玉米中的PIKK基因 5

3。2  玉米PIKK染色体分布和基因结构分析 5

3。3  玉米PIKK基因表达模式分析 6

结  论 8

参考文献 9

致  谢 10

1 引言

磷酸肌醇激酶相关激酶（PIKKs）是一组与磷酸肌醇激酶具有较高序列相似性的丝氨酸/苏氨酸激酶。PIKK进化保守，其同源基因在酵母等多种生物中均存在。在人类中，PIKK家族包含六个成员：ATM、ATR、TOR、DNAPK、TRRAP和SMG1。在细胞水平上，PIKK具有多种功能[1,2]。其中，ATM、ATR和DNAPK与DNA双链的断裂、DNA复制的阻滞等DNA损伤的响应有关。TOR是一个受营养调控的激酶，控制细胞生长和代谢等各种信号途径[3,4]。SMG1是mRNA监督复合体的成分[5]，而TRRAP是一个多蛋白共激活复合体的成分[6,7]。拟南芥基因组中含有5个PIKK基因，其中AtTOR基因主要在分生组织、胚和胚乳中表达，该基因突变导致胚和胚乳发育缺陷[8]。AtATM基因在各组织器官里均有表达，并且参与细胞对DNA损伤的响应[9]。

玉米（Zea Mays）是全世界总产量最高的粮食作物，也是中国第一大粮食作物，与其相关的遗传学和分子生物学研究一直倍受研究者的重视。PIKK基因在拟南芥中已有较多研究，而在重要作物如玉米中其成员和功能还不明确。本研究采用生物信息学法对玉米基因组中的PIKK基因进行了系统鉴定，明确了该家族基因结构和染色体分布，并利用EST和RNAseq数据分析了玉米PIKK基因在不同组织器官中的表达模式。这些结果提供了玉米PIKK家族的重要信息，为其进一步功能研究奠定了基础。