二穗短柄草GRFs基因家族的鉴定及表达模式分析
发布时间：2021-07-17 08:33
GRFs基因家族在植物生长发育及逆境响应中起着重要的调控作用。为了探明二穗短柄草GRFs基因家族的基本特征及其进化关系,本研究利用生物信息学方法在全基因组水平上对二穗短柄草GRFs基因家族成员进行鉴定与分析。结果表明,二穗短柄草GRFs基因家族包括12个家族成员,蛋白质序列长度在238～577个氨基酸之间;序列比对发现二穗短柄草GRFs家族基因包括2个保守的QLQ和WRC结构域及广泛的保守基序;染色体定位发现,12个家族成员在二穗短柄草的5条染色体上呈不均匀分布,bd03号染色体分布最多;系统发育关系比较分析表明,这些GRFs基因家族成员存在4对直系同源基因。RT-qPCR分析表明,全部GRFs基因家族成员在二穗短柄草幼嫩组织中表达量较高,而在根系和衰老组织中表达量较低,外源激素特别是GA3诱导了二穗短柄草大部分GRFs基因家族成员的上调表达,表明GRFs基因家族广泛地参与了二穗短柄草分生组织功能和器官形成的生命进程。本研究结果为二穗短柄草GRFs家族蛋白功能的研究奠定了理论基础。
【文章来源】：核农学报. 2020,34(06)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
二穗短柄草、拟南芥、水稻、玉米和谷子GRFs蛋白家族系统发育树
二穗短柄草GRFs蛋白家族系统进化分析表明,GRFs蛋白家族分为5类:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,并且存在4对直系同源基因。通过MEME在线软件对二穗短柄草12个GRF蛋白的保守基序进行分析(图4),结果表明,12个GRF蛋白具有9个保守基序。进一步分析了9个保守基序在二穗短柄草GRFs蛋白中的分布情况,GRF9包含全部9个保守基序;其他8个GRF蛋白中都存在不同保守基序的缺失,每个蛋白包含保守基序的数量在2～6个之间,其中GRF11-1、GRF11-2、GRF10和GRF12保守基序缺失最多,只包含2个保守基序;另外,有2个保守基序(Motif 3和Motif 4)在所有二穗短柄草GRFs蛋白中都是完全保守的。图5 二穗短柄草GRFs蛋白家族保守结构域分析
由表1可知,二穗短柄草GRFs家族成员编码序列(coding sequence, CDS)长度为645～1 734 bp,编码蛋白长度为238～577 aa,分子量为25.44～61.64 kDa,等电点(pI)为4.81～10.57;GRF3、GRF6和GRF9由4个外显子组成,GRF4、GRF5和GRF8由5个外显子组成,其他家族成员均由3个外显子组成;亚细胞定位预测结果表明,二穗短柄草GRFs家族蛋白均定位于细胞核,具有转录因子的一般特性。表1 二穗短柄草GRFs基因家族成员理化性质Table 1 The physic-chemical characters of bdGRFs gene family in Brachypodium distachyon 基因名称Gene name CDS长度Length of CDS/bp 氨基酸长度Protein length/aa 分子量Molecular weight/kDa 等电点pI 外显子数Number of exon 亚细胞定位预测Prediction of subcellular location BdGRF1 1 257 418 45.60 7.78 3 细胞核 BdGRF2 966 321 34.98 8.80 3 细胞核 BdGRF3 1 182 393 43.19 8.50 4 细胞核 BdGRF4 1 176 391 41.59 8.41 5 细胞核 BdGRF5 1 056 351 38.02 8.94 5 细胞核 BdGRF6 1 734 577 61.64 6.29 4 细胞核 BdGRF8 1 005 334 35.89 8.98 5 细胞核 BdGRF9 1 254 417 46.78 9.29 4 细胞核 BdGRF10 645 214 22.56 9.64 3 细胞核 BdGRF11-1 780 259 27.73 4.84 3 细胞核 BdGRF11-2 792 263 28.47 4.81 3 细胞核 BdGRF12 717 238 25.44 10.57 3 细胞核
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转录组数据库的高羊茅HD-Zip Ⅰ转录因子的鉴定及表达模式解析[J]. 庄黎丽,王剑,杨志民. 草业学报. 2018(03)
[2]GRF转录因子对植物生长发育及胁迫响应调控的分子机制[J]. 马超,原佳乐,张苏,贾琦石,冯雅岚. 核农学报. 2017(11)
[3]结缕草肉桂醇脱氢酶基因家族全基因组序列鉴定和表达分析[J]. 史经昂,张兵,肖晓琳,马晶晶,杨向阳,刘建秀. 草业学报. 2017(06)
[4]表达二穗短柄草CBF2基因拟南芥抗旱性分析[J]. 张彦妮,焦孟月,刘奕佳. 草业科学. 2016(08)
[5]植物生长调控因子研究进展[J]. 刘倩,王凤德,张一卉,邱念伟,高建伟. 植物生理学报. 2015(11)
[6]大豆AP2/ERF基因家族的分子进化分析[J]. 魏海超,刘媛,豆明珠,杨素欣,冯献忠. 植物生理学报. 2015(10)
[7]大白菜热激转录因子基因家族鉴定及表达分析[J]. 徐坚,王燕,陈先知,朱隆静,王克磊. 核农学报. 2014(04)
[8]二穗短柄草幼胚再生体系及农杆菌介导转化的初步研究[J]. 吴雪莉,刘金星,Klaus K Nielsen,杨志民,高彩霞. 草业学报. 2010(05)
[9]禾本科新型模式植物二穗短柄草的研究进展[J]. 贾海燕,赵文芳,马正强. 麦类作物学报. 2009(06)
[10]新型禾本科模式植物——二穗短柄草[J]. 陈军营,李香妞,赵一丹,陈新建. 植物生理学通讯. 2008(04)
本文编号：3287828
【文章来源】：核农学报. 2020,34(06)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
二穗短柄草、拟南芥、水稻、玉米和谷子GRFs蛋白家族系统发育树
二穗短柄草GRFs蛋白家族系统进化分析表明,GRFs蛋白家族分为5类:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ,并且存在4对直系同源基因。通过MEME在线软件对二穗短柄草12个GRF蛋白的保守基序进行分析(图4),结果表明,12个GRF蛋白具有9个保守基序。进一步分析了9个保守基序在二穗短柄草GRFs蛋白中的分布情况,GRF9包含全部9个保守基序;其他8个GRF蛋白中都存在不同保守基序的缺失,每个蛋白包含保守基序的数量在2～6个之间,其中GRF11-1、GRF11-2、GRF10和GRF12保守基序缺失最多,只包含2个保守基序;另外,有2个保守基序(Motif 3和Motif 4)在所有二穗短柄草GRFs蛋白中都是完全保守的。图5 二穗短柄草GRFs蛋白家族保守结构域分析
由表1可知,二穗短柄草GRFs家族成员编码序列(coding sequence, CDS)长度为645～1 734 bp,编码蛋白长度为238～577 aa,分子量为25.44～61.64 kDa,等电点(pI)为4.81～10.57;GRF3、GRF6和GRF9由4个外显子组成,GRF4、GRF5和GRF8由5个外显子组成,其他家族成员均由3个外显子组成;亚细胞定位预测结果表明,二穗短柄草GRFs家族蛋白均定位于细胞核,具有转录因子的一般特性。表1 二穗短柄草GRFs基因家族成员理化性质Table 1 The physic-chemical characters of bdGRFs gene family in Brachypodium distachyon 基因名称Gene name CDS长度Length of CDS/bp 氨基酸长度Protein length/aa 分子量Molecular weight/kDa 等电点pI 外显子数Number of exon 亚细胞定位预测Prediction of subcellular location BdGRF1 1 257 418 45.60 7.78 3 细胞核 BdGRF2 966 321 34.98 8.80 3 细胞核 BdGRF3 1 182 393 43.19 8.50 4 细胞核 BdGRF4 1 176 391 41.59 8.41 5 细胞核 BdGRF5 1 056 351 38.02 8.94 5 细胞核 BdGRF6 1 734 577 61.64 6.29 4 细胞核 BdGRF8 1 005 334 35.89 8.98 5 细胞核 BdGRF9 1 254 417 46.78 9.29 4 细胞核 BdGRF10 645 214 22.56 9.64 3 细胞核 BdGRF11-1 780 259 27.73 4.84 3 细胞核 BdGRF11-2 792 263 28.47 4.81 3 细胞核 BdGRF12 717 238 25.44 10.57 3 细胞核
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转录组数据库的高羊茅HD-Zip Ⅰ转录因子的鉴定及表达模式解析[J]. 庄黎丽,王剑,杨志民. 草业学报. 2018(03)
[2]GRF转录因子对植物生长发育及胁迫响应调控的分子机制[J]. 马超,原佳乐,张苏,贾琦石,冯雅岚. 核农学报. 2017(11)
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[4]表达二穗短柄草CBF2基因拟南芥抗旱性分析[J]. 张彦妮,焦孟月,刘奕佳. 草业科学. 2016(08)
[5]植物生长调控因子研究进展[J]. 刘倩,王凤德,张一卉,邱念伟,高建伟. 植物生理学报. 2015(11)
[6]大豆AP2/ERF基因家族的分子进化分析[J]. 魏海超,刘媛,豆明珠,杨素欣,冯献忠. 植物生理学报. 2015(10)
[7]大白菜热激转录因子基因家族鉴定及表达分析[J]. 徐坚,王燕,陈先知,朱隆静,王克磊. 核农学报. 2014(04)
[8]二穗短柄草幼胚再生体系及农杆菌介导转化的初步研究[J]. 吴雪莉,刘金星,Klaus K Nielsen,杨志民,高彩霞. 草业学报. 2010(05)
[9]禾本科新型模式植物二穗短柄草的研究进展[J]. 贾海燕,赵文芳,马正强. 麦类作物学报. 2009(06)
[10]新型禾本科模式植物——二穗短柄草[J]. 陈军营,李香妞,赵一丹,陈新建. 植物生理学通讯. 2008(04)
本文编号：3287828
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3287828.html
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