番茄LBD基因家族的全基因组序列鉴定及其进化和表达分析

  本文关键词：番茄LBD基因家族的全基因组序列鉴定及其进化和表达分析，由笔耕文化传播整理发布。

中国农业科学 2 0 l 3’ 4 6 ( 1 2 ): 2 5 0 1— 2 5 1 3 S c i e n t i a A g i f c u l t u r a S i n i c a

d o i: 1 0 . 3 8 6 4￣ . i s s n . 0 5 7 8 1 7 5 2 . 2 0 1 3 . 1 2 . 0 1 1

番茄 L B D基因家族的全基因组序列鉴定及其进化和表达分析 王小非，刘鑫，苏玲，孙永江，张世忠，郝玉金，由春香 (山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室/国家苹果工程技术研究中心，山东泰安 2 7 1 0 1 8 )

摘要：【目的】从番茄全基因组中鉴定 L B D基因，并进行基因进化、基因结构、染色体定位以及组织表达和诱导表达分析，为番茄 L B D基因的功能研究与利用奠定基础。【方法】利用番茄基因组数据库，通过生物信息学手段，鉴定番茄 L B D家族成员；采用 M E G A 5软件进行系统进化树分析；通过 p e r l程序、M a p D R A W及 G S D S工具进行 基因结构及染色体定位分析；利用已有的番茄芯片数据进行组织表达谱和基因表达响应分析【结果】系统分析鉴

定了 4 6个番茄 L B D家族基因，根据基因结构及系统进化分析将其分成 C 1 a s S I与C l a s S I I两类，细分为 5个 亚家族 ( I a、I b、I c、I d与 I I )。基因定位表明，1 2条染色体中的 1 0条均有 L B D基因，该基因家族的分布具

有广泛性。各个发育阶段表达谱的分析结果表明，L B D家族基因具有不同的组织表达模式，在各个发育时期均有 L B D基因的表达。基因响应分析发现，不同 L B D基因响应不同的外界信号。【结论】通过全基因组分析，番茄 L B D 家族基因包括 4 6个成员，在进化上分为两大类，5个亚家族，分布于 1 0条染色体上，组织表达模式及基因响 应具有多样性。这些信息为番茄 L B D基因家族的功能分析奠定了基础。 关键词：番茄；L B D基因家族；系统进化；基因表达

I d e n t i f i c a t i on, Ev o l u t i on a n d Ex p r e s s i o n An al y s i s o f

t h e L BD Ge n e F a mI l y i n T o ma t o WA NG Xi a o - f e i, L I U Xi n, S U

L i n g, S UN Y o n g - j i a n g, Z HA NG S h i— z h o n g, HA O Y u - j i n, YO U C h u n— x i a n g ( S t a t e Ke y L a b o r a t o r yo fC r o pB i o l o g y, Na t i o n a l R e s e a r c h C e n t e r f o r A p p l e E n g i n e e r i n ga n dT e c h n o l o y, g C o l l e g e f Ho o r t i c u l t u r a l S c i e n c e a n dEn g i n e e r i n g, S h a n d o n gA g r i c u l t u r a l Un i v e r s i t y, T a i a n 27 1 0 1 8, S h a n d o n g)

Ab s t r a c t:【 Ob j e c t i v e】I d e n t i i f c a t i o n o f L B D g e n e s f r o m t o ma t o g e n o me,a n d na a l y s i s o f p h y l o g e n y,g e n e s t r u c t u r e, c h r o mo s o me l o c a t i o n, p h y l o g e n e t i c nd a t i s s u e e x p r e s s i o n p a t t e r n a n a l y s i s o f L BD f a mi l y g e n e s i n t o ma t o wi l l b e u s e f u l t o t h e

f u n c t i o n s i d e n t i i f c a t i o n o f p l a n t L B D g e n e s .[ Me ho t d]B a s e d o n t o ma t o g e n o me d a t a b a s e a n d b i o i n f o r ma t i c me ho t d, t o ma t o L B D f a mi l y g e n e s we r e i d e n t i ie f d a n d he t g e n e s we r e s e q u e n c e d . A p h y l o g e n e t i c t r e e wa s c r e a t e d u s i n g t h e ME GA5 p r o g r a m. Ge n e s t r u c t u r e a n d c ro h mo s o me s l o c a t i o n we r e d o n

e b y P e r l— b se a d p r o g r m,M a a p Dr a w a n d GS DS . Ex p r e s s i o n p a R e m o f LBD g e n e s a t

d i f e r e n t d e v e l o p me n t s t a g e s w a s na a l y z e d b a s e d o n he t e x i s t i n g mi c r o a r r a y d a t a b a s e .[ R e s u l t]A t o t a l o f 4 6 L B D g e n e s we r e

s y s t e ma t i c a l l y i d e n t i i f e d f r o m t o ma t o nd a c l a s s i i f e d i n t o 2 c l a s s e s ( c l a s s I a n d c l a s s I I ), he t n w a s c l ss a i i f e d i n t o 5 s u b f mi a l i e s ( I a ' I b, I c . I d nd a I I ) a c c o r d i n g t o he t g e n e s t r u c t u r e a n d c o n s e r v e d d o ma i n p h y l o g e n y r e l a t i o n s h i p . T h e y w e r e d i s t i r b u t e d o n 1 0 o f t o ma t o c ro h mo s o me s,s u g g e s t i n g t h a t t h e y h a v e a l l e x t e n s i v e d i s t r i b u t i o n o n t h e t o ma t o c ro h mo s o me s .M o s t o f t h e L BD g e n e s h a d

d i f e r e n t i a l e x p r e s s i o n p a t t e r n a n d r e s p o n s e t o e x t e r n a l s t i mu l a t i o n .[ C o n c l u s i o n]F o r t y - s i x L B D f mi a l y g e n e s i n t o ma t o we r e i d e n t i i f e d b y g e n o me— wi d e s c r e e n i n g .T h e y we r e c l a s s i ie f d i n t o 2 c

l a s s e s,5 s u b f m i a l i e s nd a d i s t r i b u t e d o n 1 0 c ro h mo s o me s wi t h

d i fe r e n t e x p r e s s i o n p a t t e ns r i n d i fe r e n t t i s s u e s nd a d e v e l o p me n t a l s t a g e s . he T y h a d s p e c i a l r e s p o n s e t o e x t e r n a l s t i mu l a t i o n . Th e s e r e s u l t s a r e h e l p f u l f o r he t un f c t i o n a l na a l y s i s o f LBD g e n e s i n p l a n t s .

K e y wo r d s: t o ma t o; L BD g e n e f a mi l y; p h y l o g e n y a n a l y s i s; g e n e e x p r e s s i o n

收稿日期：2 0 1 2— 1 2 . 2 5;接受日期：2 0 1 3 . 0 2 . 2 6 基金项目：国家自然科学基金项目 ( 3 1 1 7 1 9 4 6 ) 联系方式：王小非，T e l:0 5 3 8— 8 2 4 6 1 5 1;E - ma i l:x f wa n g 2 0 0 4@1 6 3 . t o m;通信作者由春香，T e l:0 5 3 8 . 8 2 4 6 6 9 2;E - mm l:y o u c h u n x i a n g@1 2 6 _ c 0 m

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