水稻YABBY家族的全基因组鉴定与表达分析

发布时间：2021-06-14 07:09

　　YABBY转录因子家族广泛参与植物的生长发育,但在单子叶植物的作用机理有待进一步研究。本研究利用生物信息学方法系统分析了水稻YABBY家族成员。保守性分析表明,水稻基因组中共有8个YABBY成员,不均匀地分布在2、3、7、10和12染色体上,成员之间相对保守,分为四个亚族。进化分析表明,片段复制或全基因组复制是YABBY基因在进化过程中的主要扩张方式,且YABBY家族的分化可能晚于单双子叶植物的分化。启动子和表达分析表明,水稻YABBY家族成员可能在水稻的花器官的发育、多中激素的响应中具有重要的作用。本研究为水稻YABBY基因的功能鉴定提供了理论支持和参考依据。 

【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(15)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

水稻YABBY家族的保守性分析

为探讨水稻YABBY家族成员之间的进化关系，利用水稻YABBY基因的蛋白序列构建无根进化树(图2A)。水稻YABBY家族基因可以聚类成四组：OsYABBY3、OsYABBY4和OsYABBY5第一组，OsYABBY1,OsYABBY2和OsYABBY6为第二组，OsYABBY和OsYABBY7分别在第三组和第四组，且OsYABBY和OsYABBY7与其他成员进化关系较远，表明这两个基因可能存在明显的功能分化。为了解物种间YABBY基因的进化关系，用2种双子叶植物(拟南芥,棉花)和5种单子叶植物(水稻,二穗短柄草,高粱,小麦和玉米)的YABBY蛋白质序列构建了进化树(图3B;表2)。结果表明，YABBY基因大致分为四个分支(Ⅰ～Ⅳ)，不同亚组的水稻YABBY基因分别位于不同的分支。单子叶植物和双子叶植物的YABBY基因没有聚集在一起的趋势，单子叶植物YABBY家族基因大多位于第Ⅲ分支，且与该分支中的其他物种的YABBY基因分开较远。双子叶植物的YABBY基因则分散在各个分支，单子叶植物高粱和玉米几乎所有的YABBY基因均聚类到相同的小分支上，而小麦和二穗短柄草的大部分YABBY基因聚类同一分支，暗示着高粱和玉米、小麦和二穗短柄草具有较近的进化关系。水稻的YABBY成员中，OsYABBY3,OsYABBY7与二穗短柄草YAB-BY基因聚类，OsYABBY和小麦YABBY基因聚类，表明水稻YABBY家族和二穗短柄草具有更好的同源关系。图2 水稻YABBY家族的保守性分析

启动子是基因的重要组成部分，在调控基因表达中发挥着不可忽视的作用。为了解YABBY家族启动子区域的顺式作用元件的分布，利用PlantCare在线数据库预测启动子元件(图4A)。结果表明，YABBY家族成员中最多的元件为光响应元件，其次是激素(茉莉酸,赤霉素,生长素,水杨酸和脱落酸)和特异性调控(种子特异性调控)相关的顺式元件，而胁迫相关的顺式元件较少。OsYABBY4含有5个种子特异性调控元件暗示该基因可能在种子形成中发挥着十分重要的作用。OsYABBY1、OsYABBY6含有6个茉莉酸响应元件，表明其可能参与茉莉酸信号途径。而OsYABBY2、OsYABBY4和OsYABBY5含有多个赤霉素响应元件，表明着几个基因可能参与赤霉素调控途径。图4 水稻YABBY家族的启动子和表达模式分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]番茄YABBY基因家族的生物信息学分析[J]. 陈秀玲,刘思源,孙婷,刘智琛,陶金宝,赵迎新,王傲雪.  东北农业大学学报. 2017(10)
[2]苹果YABBY基因家族的鉴定、进化及表达分析[J]. 邵红霞,陈鸿飞,张东,吴海芹,赵彩平,韩明玉.  浙江农业学报. 2017(07)
[3]棉花YABBY基因家族的全基因组分析[J]. 徐珍珍,倪万潮,张香桂,郭琪,徐鹏,沈新莲.  生物技术通报. 2015(11)
[4]大豆种子特异性启动子研究进展[J]. 赵艳,刘晓鑫,张庆林,王英,李景文,王庆钰.  大豆科学. 2010(01)

硕士论文
[1]葡萄YABBY家族生物信息学分析及VvYABBY4功能研究[D]. 张松霖.西北农林科技大学 2018
[2]玉米YABBY家族转录因子的功能鉴定[D]. 曹宇.中国农业科学院 2014



本文编号：3229326