不同植物Mlo基因全基因组鉴定及系统进化分析

发布时间：2024-02-24 03:47

　　Mlo作为一类广谱抗病因子,参与植物多种生物与非生物胁迫反应。为研究不同物种Mlo基因的基本特征及进化关系,选取已测序的29种代表性植物,利用生物信息学方法对其进行鉴定及系统进化分析。结果显示:共有198个植物Mlo基因被鉴定,各基因具有11～14个外显子,编码400～600个氨基酸,翻译碱性疏水性稳定蛋白,部分Mlo含信号肽和钙调素结合区,绝大多数Mlo定位于细胞膜,含5～7个跨膜螺旋结构。基序分析发现,10个保守基序长21～50个氨基酸。染色体定位发现174个Mlo不均衡地散布于不同染色体或scaffold上,且主要位于两端,形成19个(24.1%)基因簇、5对(5.7%)串联重复和61对(36.2%)片段重复。系统聚类可将164个Mlo分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区组,被子植物Mlo主要聚在ⅠA组,江南卷柏Mlo聚在ⅠA和ⅢB组,小立碗藓Mlo聚在ⅠB和ⅢA组,几乎所有藻类Mlo聚在Ⅱ组。同源性分析发现52.4%的Mlo以同源基因形式存在,包括25对直系同源基因和28对旁系同源基因,其Ka/Ks值为0.01～0.78,说明进化中主要受到纯化选择。研究表明植物Mlo基因家族较保守,具有成簇存...

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【部分图文】：

图117个物种进化时间树

对29种代表性植物进行系统进化分析，得到了17种植物的进化时间树(图1)。其中，褐藻门植物长囊水云(Ectocarpussiliculosus)于1768百万年前最先独立出来，随后16种植物分化形成3个分支，一支为金牛鸵球藻(Ostreococcustauri)和鞭毛藻(Os....

图2植物Mlo保守基序分布

此外，25对直系同源基因被鉴定(表3)，其中10对来自毛果杨，8对来自葡萄，7对来自二穗短柄草，6对来自玉米，黄瓜、水稻和无油樟各4对，3对来自藻类，1对来自拟南芥；28对旁系同源基因被鉴定(表3)，其中8对来自毛果杨，4对来自拟南芥，番茄、玉米和小立碗藓各3对，黄瓜和江南卷柏各....

图3植物Mlo基因染色体定位,基因簇和基因重复

高等植物Mlo含5～8个跨膜螺旋结构，大多数为7个；而不同藻类变化较大，整体较高等植物略少。信号肽是用于引导蛋白跨膜转移的N端活性多肽(龙芳等,2013)，本研究发现只有部分Mlo具有信号肽，这与陈玲等(2012)低等植物都有一个信号肽的结论不尽一致，可能与物种进化及自身特性有关....

图4164个植物Mlo系统发育树

系统发育树的构建有助于分析基因间的进化关系。本研究发现164个Mlo可聚为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区组，被子植物Mlo主要聚在ⅠA组，江南卷柏Mlo聚在ⅠA组和ⅢB组，小立碗藓Mlo聚在ⅠB组和ⅢA组，几乎所有藻类Mlo聚在Ⅱ组。推测Mlo基因可能出现在苔藓植物分化之后、蕨类植物分化之前，....

本文编号：3908474