玉米TIFY基因家族的生物信息学分析

摘要：TIFY家族是植物特有的基因家族，能调控多种植物特异性的生理过程。目前，该家族在拟南芥及水稻中研究较为深入，而在玉米中鲜有报道。本研究采用生物信息学方法鉴定出玉米基因组中17个TIFY基因，并开展了分子进化和基因表达分析。基因复制分析显示，有5对基因起源于片段复制事件，1对基因起源于串联重复事件，4个基因可能起源于逆转录转座事件。系统发育分析显示，ZmTIFY蛋白可分为2个亚族，第一亚族又能分为2个亚组，表明其成员已发生分化；在系统发育树的末端发现了4对旁系同源基因，说明该家族以物种特异的方式进行了扩张。基因表达分析表明，多数TIFY基因在叶片、根、胚和多组织器官混合样品中表达。这些结果为玉米TIFY基因功能的深入研究奠定了基础。93328

毕业论文关键词：玉米，TIFY，基因复制，系统发育分析，表达分析

Abstract: The TIFY gene family is unique to plants, which regulates various plant specific physiological processes。 To date, this family has been deeply studied in Arabidopsis and rice, but was rarely reported in maize。 In this study, 17 TIFY genes were identified in the maize genome using bioinformatics approaches and the molecular evolution and gene expression analyses of these genes were performed。 Gene duplication analysis showed that five pairs of genes originate through segmental duplication events, one pair of genes originate through tandem duplication, and four genes may originate from reverse transposition。 Phylogenetic analysis pided the ZmTIFY proteins into two subfamilies, among which the first subfamily could be pided into two subgroups, indicating that pergence has occurred within this family。 Four pairs of paralogs were identified at the terminal branches of the phylogenetic tree, suggesting that the family has expanded in a species-specific manner。 Gene-expression analysis revealed that most TIFY genes were expressed in leaves, roots, embryos and multiple-tissue-mixed samples。 These results lay the foundation for further functional studies of TIFY genes in maize。

Key words: maize, TIFY, gene duplication, phylogenetic analysis, expression analysis

1 前言 4

2 材料与方法 4

2。1 玉米TIFY基因家族成员的鉴定 4

2。2 染色体分布与基因复制分析 5

2。3 系统进化分析 5

2。4 基因表达分析 5

3 结果与分析 5

3。1 玉米中的TIFY基因 5

3。2 ZmTIFY基因的染色体分布和复制事件 8

3。3 玉米TIFY系统发育分析 8

3。4 玉米TIFY基因表达模式分析 9

结论 11

参考文献 12

致谢 13

1 前言来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

在转录过程中，有一大类蛋白质能够结合在DNA上并对基因表达进行调控，这类蛋白称为转录因子（Transcription factor，TF）。在动植物体内存在着大量的转录因子，而TIFY是仅在植物中发现的一大类转录因子。其分布广泛，功能多样，能调控植物的生长发育和信号转导过程[1]。基于系统发育分析和结构分析，TIFY基因家族可分为四个亚族：ZML，TIFY，PPD及JASMONATE ZIM-Domain（JAZ）[2]。其中TIFY亚族只含TIFY结构域，ZIM含有C2C2-GATA锌指结构和CCT（CONSTANS,CO-like,TOC1）结构域，而PPD和JAZ不含GATA和CCT结构域[3]。通常，TIFY结构域包含36个氨基酸，家族中不同蛋白质的保守序列也不近相同，包括TII[F/Y]XG, TIS[F/Y]XG, TLF[F/Y]XG及 TIF[F/Y]XG等[4]。2007年，Vanholme等[5]首次在拟南芥中鉴定出TIFY基因ZIM（Zincfinger protein expressed in Inflorescence Meristem），随后又进一步鉴定出拟南芥中所有的TIFY结构域并采用系统命名法将其命名为TIFY。近年来，TIFY基因也相继从大豆、水稻及香蕉等多种植物中分离出来，在植物生长发育过程中发挥重要作用。大豆的GsTIFY11b受盐和碱胁迫后表达增强，暗示其可能是通过调控盐、碱胁迫信号通路中某些关键基因的表达来改变大豆的抗逆性[6]。在水稻中，TIFY基因也同样重要。Hakata等[7]发现OsTIFY11b在整个植株中都有表达，其过量表达显著增加了种子大小，且千粒重提高了9-21%。2016年，罗冬兰等[8]在研究香蕉生长发育过程中发现，MaTIFY基因的表达量会随香蕉的成熟而逐渐增强，表明TIFY可能参与调控香蕉的成熟过程。由此可见，TIFY基因家族具有多种生物学功能，对植物的生长发育过程起到重要的调控作用。玉米TIFY基因家族的生物信息学分析:http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_201148.html