楊樹全基因組WRKY基因的鑒定及表達(dá)分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、WRKY蛋白是近年來研究較廣泛的誘導(dǎo)型植物轉(zhuǎn)錄因子,其序列的氨基(N)末端含有高度保守的七肽WRKYGQK,能夠與順式作用元件W盒[(T)(T)TGAC(C/T)]發(fā)生特異性結(jié)合,從而調(diào)控下游靶基因的表達(dá),參與植物的多種防衛(wèi)反應(yīng)、生長發(fā)育和代謝途徑。目前,對WRKY基因家族的系統(tǒng)性研究主要集中在模式植物擬南芥和水稻中,而對其他物種特別是木本植物WRKY基因的研究較少。對木本植物基因組中WRKY基因進(jìn)行鑒定和分析,將有助于完善該家族的功能

2、及進(jìn)化信息。本文利用生物信息學(xué)方法,以楊樹最新基因及蛋白序列為材料,通過對楊樹全基因組中WRKY轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行鑒定,以期獲得較為完整的楊樹WRKY家族信息。同時(shí),對該家族成員的分類、定位、結(jié)構(gòu)、進(jìn)化、基因復(fù)制、表達(dá)等情況進(jìn)行全面分析,為下一步WRKY基因的功能研究奠定信息學(xué)基礎(chǔ)。本文主要研究結(jié)果如下:
   1.以毛果楊最新基因及蛋白序列為研究材料,運(yùn)用多種生物信息學(xué)軟件對其全基因組進(jìn)行搜索、比對和篩選,同時(shí)結(jié)合Pfam在線工具驗(yàn)

3、證,共獲得104個WRKY類型基因。根據(jù)基因在染色體上的定位結(jié)果并結(jié)合已公布的三倍體楊WRKY基因命名特性,將預(yù)測得到的WRKY基因命名為PtWRKY1-104,獲得較為完整的楊樹WRKY基因家族信息。
   2.對獲得的楊樹WRKY基因及保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)行多重序列比對,并構(gòu)建PtWRKY基因及結(jié)構(gòu)域的系統(tǒng)進(jìn)化樹,兩者得到了類似的進(jìn)化關(guān)系。參照Somssich的分組原則并結(jié)合楊樹WRKY域多重比對結(jié)果對其進(jìn)一步分組。這樣楊樹WRKY

4、基因可分為三大類(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)及7個小亞類,其中Ⅰ組包括Ⅰa和Ⅰb亞組,Ⅱ組包括Ⅱa、Ⅱb、Ⅱc、Ⅱd和Ⅱe亞組。
   3.對獲得的126個WRKY域進(jìn)行蛋白序列分析,發(fā)現(xiàn)楊樹WRKY基因家族中一些成員存在核心序列變異。序列WRKYGQK存在以下四種變異:WRKYGKK、WKKYGQK、WRKYGRK和FWRKYGQK。其中FWRKYGQK變異類型未見報(bào)道。WRKY結(jié)構(gòu)域氨基酸序列的結(jié)構(gòu)有以下五種模式,即C-X4-C-X21-

5、HXH、C-X4-C-X22-HXH、C-X4-C-X23-HXH、C-X5-C-X19-HXH和C-X5-C-X23-HXH。
   4.利用MEME在線網(wǎng)站,對獲得的WRKY蛋白進(jìn)行保守基序分析。預(yù)測結(jié)果顯示在PtWRKY基因中可以找到多個保守基序,同一類型的WRKY基因含有的基序類型和數(shù)目具有一定的相似性。同時(shí),1、2、3、5和11號保守基序被鑒定為PtWRKY蛋白核心序列,這些序列廣泛的分布于楊樹WRKY基因家族中。

6、r>   5.86條WRKY基因在進(jìn)化過程中存在明顯的基因復(fù)制現(xiàn)象,大約占整個楊樹WRKY基因的83%。其中近似有69%的基因參與了片段復(fù)制事件。對基因的內(nèi)含子剪接位點(diǎn)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的基因在其WRKY域中都存在一個保守的內(nèi)含子剪接位點(diǎn)。
   6.利用PopGeneIE網(wǎng)站,獲得81個Pt WRKY基因電子表達(dá)譜。分析表明WRKY基因在楊樹不同組織中轉(zhuǎn)錄水平存在較大差異。利用半定量RT-PCR技術(shù),對楊樹WRKY第Ⅲ組

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