玉米(Zea mays)是我国主要的粮食作物,分布较广,播种面积仅次于小麦、水稻,是人们日常生活中的主食之一。在玉米有56个转录因子家族,其中SPL家族是主要的一大家族[12]。前期,Becraft等[13]对玉米SPL家族进行了分析,发现LG1基因和颖苞构造基因TGA1突变体分别不能形成舌叶和叶耳。但玉米中的SPL基因及其功能还很不明确,因此对玉米SPL家族的进一步挖掘与分析具有重要的意义。本研究主要利用生物信息学方法对玉米SPL基因进行系统鉴定,并对其进化关系与表达模式等方面进行分析,旨在为玉米SPL基因的进一步功能研究奠定基础。

2  材料与方法

2。1  玉米SPL基因家族成员的鉴定

从Pfam 数据库(http://pfam。janelia。org)下载SBP结构域一致性序列,利用BLAST工具对玉米遗传学和基因组学数据库MaizeGDB(http://www。maizegdb。org)进行搜索比对,得到候选蛋白;利用SMART工具对候选蛋白序列进行检索,若存在SBP结构域,则将其作为家族成员。利用Protparam 软件(http://expasyorg/tools/ protparam。html)计算蛋白质氨基酸数目、等电点、分子量等信息,采用WoLF PSORT(http://www。genscript。com/psort/wolf_psort。html )网站预测蛋白质亚细胞定位。

2。2  染色体分布与基因复制分析

根据玉米SPL基因的座位信息,利用MapChart工具软件绘制染色体分布图。通过检索植物基因组复制数据库[14](PGDD,http://chibba。agtec。uga。edu/duplication/index/locus)查找玉米SBP基因片段复制事件。如果两个基因在染色体上相距很近,间隔不超过5个基因,则认为起源于串联重复事件。

2。3  系统进化分析

利用ClustalW软件默认参数对ZmSPL氨基酸序列进行多序列比对,利用MEGA 5。1软件[15]邻接法(Neighbor-Joining method)构建系统发育树,bootstrap重抽样进行了1000次。

2。4  基因表达分析来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

利用玉米SPL座位号在PLEXdb数据库(http://www。plexdb。org/plex。php?database=Corn)检索获取玉米SPL基因的芯片表达数据。利用ClUSTER3。0软件Average Linkage 聚类,绘制基因表达热图。

3  结果与分析

3。1  玉米中的SPL基因

利用SBP结构域一致性序列在MaizeGDB中比对搜索,剔除不含完整SBP结构域的蛋白序列,最终鉴定出玉米基因组中32个SBP-like(SPL)基因。根据基因在染色体上的位置命名为ZmSPL1-32,下载其基本信息列于表1。从表1可以看出,该家族基因外显子数目变化较大,从2-12个不等,说明ZmSPL基因不是起源于逆转录转座。蛋白质氨基酸数及理化性质分析表明,ZmSPL蛋白氨基酸数差异较大,最大的是ZmSPL14,拥有1112 aa,最小的为ZmSPL9,仅有99 aa。理论等电点范围为4。67-10。05,其中ZmSPL1、ZmSPL5、ZmSPL18和ZmSPL28的等电点都在5左右,是酸性蛋白;ZmSPL3、ZmSPL8和ZmSPL21为近中性蛋白;其他多数蛋白为碱性蛋白。蛋白质亚细胞定位分析表明,ZmSPL主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体和液泡中也有少数分布,仅ZmSPL5分布于质膜上。

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