玉米(Zea mays)是一年生禾本科植物,在我国粮食安全中起着极其重要的作用。玉米是重要的饲料作物,又是食品、化工、燃料、医药等行业的重要原料。然而,玉米中的FWL基因及其功能还不明确。本研究采用生物信息学方法对玉米基因组中的FWL基因进行了系统鉴定、分子进化和表达分析,旨在为玉米FWL基因的功能研究奠定基础。文献综述
2 材料与方法
2.1 序列检索、染色体分布和基因复制分析
为了鉴定玉米的FWL基因,利用FWL结构域的一致性序列在玉米基因组数据库(MaizeGDB,http://www.maizegdb.org/)中进行检索,对E值<10-5的序列在Pfam数据库中(http://pfam.xfam.org/search)验证是否存在FWL结构域。若其为要找的FWL基因,则下载其编码序列(CDS)和蛋白质氨基酸序列,并记录染色体位置、外显子数、转录方向以及蛋白质氨基酸数等基本信息。
为研究玉米FWL基因在染色体上的分布情况,利用MapChart软件绘制染色体分布图。如果两个或多个基因在染色体上相距很近,间隔不超过5个基因,则认为起源于串联重复事件。
2.2 蛋白质等电点及亚细胞定位分析
利用ProtParam工具(http://web.expasy.org/protparam/)预测蛋白质等电点和分子量,采用TargetP 1.1 Server(http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/)进行亚细胞定位分析。
2.3 多系列对比和系统发育分析
在得到玉米FWL蛋白的氨基酸序列后,利用MEGA5.1软件进行多序列比对,采用邻接法(Neighbour-Joining method)构建系统发育树,bootstrap重抽样进行了1000次。
2.4 表达分析
以玉米FWL基因座位号在玉米RNAseq数据库(https://mpss.udel.edu/dbs/index.php?SITE=maize_sRNA)中检索,获取基因在各组织器官中的表达信息。
3 结果与分析
3.1 玉米中的FWL基因
利用FWL基因结构域一致性序列在MaizeGDB中检索,共鉴定出17个玉米FWL基因。根据其在染色体上的位置,系统命名为ZmFWL1~ZmFWL17。基因的基本信息列于表1。玉米FWL基因的外显子数从1个~7个不等,蛋白质长度变异广泛。最长的为ZmFWL17,含571个aa,最短的为ZmFWL10,仅有121个氨基酸。蛋白质等电点分析表明,多数玉米FWL蛋白为酸性蛋白。9个ZmFWL基因为正向转录,8个反向转录。亚细胞定位预测分析表明,所有的玉米FWL蛋白均定位于其它位点。来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/
3.2 染色体分布和复制事件
为研究玉米FWL基因在玉米染色体上的分布情况,通过基因组检索确定了其在染色体上的位置。结果表明,玉米的17个FWL基因分布在9条染色体上(图1),其中第1、4、5号染色体上各有3个基因,第8、10号染色体上各有2个基因,其余染色体各有1个基因。基因复制分析表明,有2组ZmFWL基因(ZmFWL8, ZmFWL9和ZmFWL10)和(ZmFWL16和ZmFWL17)起源于串联重复事件。
玉米FWL基因家族的生物信息学分析(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_74422.html