菠萝SPL基因家族全基因组鉴定及其在开花诱导中的表达分析
发布时间：2021-11-13 10:31
SQUAMOSA promoter binding-like （SPL）转录因子在植物成花转变和花发育过程中起着重要的调控作用。本研究通过生物信息学方法从菠萝全基因组中共鉴定出16个AcSPL基因,分布于12条染色体上。系统发育分析表明菠萝SPL基因家族可分为5个亚组,相对于双子叶植物拟南芥而言,菠萝的进化关系更接近于单子叶植物（水稻）。基因结构和基序分析发现菠萝SPL基因家族具有相对保守的基因结构和功能结构域。组织特异性表达分析结果显示,8个AcSPLs的最高表达量均出现在花芽中,6个AcSPLs在雌蕊中的表达量高于雄,1个AcSPL在萼片中的表达量最高,表明多数AcSPL基因与菠萝花芽分化及花发育密切相关。AcSPL成员在花芽转录组中的表达结果也暗示SPL家族的不同成员参与乙烯诱导菠萝开花的不同阶段。本研究为菠萝SPL家族重要基因的克隆提供了参考,并为深入了解菠萝SPL基因在成花中的功能提供数据依据。
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(20)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
Ac SPL家族基因的系统发育树
随着植物基因组研究的深入，转录因子的全基因组鉴定和表达谱研究已成为植物基因功能研究的热点。近年来，许多植物的SPL基因家族成员都得到分析，这些研究结果提示植物SPL转录因子家族在植物生长发育及多种生理生化过程中起着重要的调节作用(Yamaguchi et al.,2009;Hyun et al.,2016;Wang et al.,2016;孙化雨等,2017;王维维等,2017)。然而，SPL的数量因物种不同而有所差异。本研究基于菠萝全基因组测序数据库，在菠萝全基因水平鉴定SPL转录因子并分析其表达特性，共鉴定出16个SPL基因。系统发育分析结果显示，所有五个亚组中都含有不同数量的Ac SPL、At SPL和Os SPL基因，每一组中都包含至少一个分别来自于拟南芥、水稻和菠萝中的SPL基因，这表明菠萝与拟南芥和水稻表现出相对保守的进化。相对于双子叶植物拟南芥而言，菠萝的进化关系更接近于单子叶植物水稻。这也验证了水稻和菠萝这些单子叶植物的进化来自于共同的祖先的观点(Li et al.,2013)。图3 Ac SPL基因的染色体定位
图2 菠萝SPL蛋白中保守基序和基因结构的分布同一簇中的大多数基因通常包含相似的保守基序和外显子-内含子(黄骥和张红生,2004)。本研究发现相同组内的菠萝SPL基因大部分具有相同的外显子内含子结构。这也说明，SPL结构域的进化可能与基因结构的多样化有关。此外，本研究发现Ac SPL成员均含有高度保守的“SBP”结构域，锌结合位点(C3H和C2HC)和SPL结构域中的NLS对核基因启动子中特异性识别和与顺式元件的结合有重要作用(Birkenbihl et al.,2005)，此标识为进一步阐明菠萝SPL基因家族的作用提供了重要的参考依据。这些结果与先前研究者的结果一致(Ali et al.,2017)。同时，通过染色体定位分析，我们发现16个Ac SPL基因定位于12条菠萝染色体上，表明并非所有染色体上都含有Ac SPL基因。其中Ac SPL03与Ac SPL04和Ac SPL05与Ac SPL06分别位于两条染色体的相同位置，这可能是同一染色体中的内部串联重复所致的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛竹SBP转录因子基因的全基因组鉴定和表达分析[J]. 孙化雨,杨意宏,娄永峰,李利超,赵韩生,王思宁,高志民. 基因组学与应用生物学. 2017(10)
[2]玉米中SBP-box基因家族的生物信息学分析[J]. 王维维,单玲玲,芮道晨. 基因组学与应用生物学. 2017(01)
[3]植物SPL转录因子研究进展[J]. 李明,李长生,赵传志,李爱芹,王兴军. 植物学报. 2013(01)
[4]SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like Transcription Factors:Star Players for Plant Growth and Development[J]. Xiaobo Chen,Zenglin Zhang,Danmei Liu,Kai Zhang,Aili Li and Long Mao National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement (NFCRI),MOA Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2010(11)
[5]基于Windows的核酸序列分析软件的开发[J]. 黄骥,张红生. 生物信息学. 2004(01)
本文编号：3492861
【文章来源】：分子植物育种. 2020,18(20)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
Ac SPL家族基因的系统发育树
随着植物基因组研究的深入，转录因子的全基因组鉴定和表达谱研究已成为植物基因功能研究的热点。近年来，许多植物的SPL基因家族成员都得到分析，这些研究结果提示植物SPL转录因子家族在植物生长发育及多种生理生化过程中起着重要的调节作用(Yamaguchi et al.,2009;Hyun et al.,2016;Wang et al.,2016;孙化雨等,2017;王维维等,2017)。然而，SPL的数量因物种不同而有所差异。本研究基于菠萝全基因组测序数据库，在菠萝全基因水平鉴定SPL转录因子并分析其表达特性，共鉴定出16个SPL基因。系统发育分析结果显示，所有五个亚组中都含有不同数量的Ac SPL、At SPL和Os SPL基因，每一组中都包含至少一个分别来自于拟南芥、水稻和菠萝中的SPL基因，这表明菠萝与拟南芥和水稻表现出相对保守的进化。相对于双子叶植物拟南芥而言，菠萝的进化关系更接近于单子叶植物水稻。这也验证了水稻和菠萝这些单子叶植物的进化来自于共同的祖先的观点(Li et al.,2013)。图3 Ac SPL基因的染色体定位
图2 菠萝SPL蛋白中保守基序和基因结构的分布同一簇中的大多数基因通常包含相似的保守基序和外显子-内含子(黄骥和张红生,2004)。本研究发现相同组内的菠萝SPL基因大部分具有相同的外显子内含子结构。这也说明，SPL结构域的进化可能与基因结构的多样化有关。此外，本研究发现Ac SPL成员均含有高度保守的“SBP”结构域，锌结合位点(C3H和C2HC)和SPL结构域中的NLS对核基因启动子中特异性识别和与顺式元件的结合有重要作用(Birkenbihl et al.,2005)，此标识为进一步阐明菠萝SPL基因家族的作用提供了重要的参考依据。这些结果与先前研究者的结果一致(Ali et al.,2017)。同时，通过染色体定位分析，我们发现16个Ac SPL基因定位于12条菠萝染色体上，表明并非所有染色体上都含有Ac SPL基因。其中Ac SPL03与Ac SPL04和Ac SPL05与Ac SPL06分别位于两条染色体的相同位置，这可能是同一染色体中的内部串联重复所致的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛竹SBP转录因子基因的全基因组鉴定和表达分析[J]. 孙化雨,杨意宏,娄永峰,李利超,赵韩生,王思宁,高志民. 基因组学与应用生物学. 2017(10)
[2]玉米中SBP-box基因家族的生物信息学分析[J]. 王维维,单玲玲,芮道晨. 基因组学与应用生物学. 2017(01)
[3]植物SPL转录因子研究进展[J]. 李明,李长生,赵传志,李爱芹,王兴军. 植物学报. 2013(01)
[4]SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like Transcription Factors:Star Players for Plant Growth and Development[J]. Xiaobo Chen,Zenglin Zhang,Danmei Liu,Kai Zhang,Aili Li and Long Mao National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement (NFCRI),MOA Key Laboratory of Crop Germplasm & Biotechnology,Institute of Crop Science,Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS),Beijing 100081,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2010(11)
[5]基于Windows的核酸序列分析软件的开发[J]. 黄骥,张红生. 生物信息学. 2004(01)
本文编号：3492861
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3492861.html
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