玉米(Zea mays)是全球广泛栽培的农作物。在现有粮食作物中,玉米占很大比重,其分布较广,播种面积仅次于小麦,平均产量却高于小麦。迄今,研究者已在玉米中鉴定出56种转录因子,共3376个成员[9],而TIFY家族是其中的一大家族。本研究主要采用生物信息学方法对玉米TIFY基因进行系统鉴定,并分析其进化关系与表达模式,旨在为进一步研究玉米TIFY基因的结构及功能奠定基础。
2 材料与方法
2。1 玉米TIFY基因家族成员的鉴定论文网
首先从Pfam数据库(http://pfam。janelia。org)下载获得TIFY结构域一致性序列,利用BLAST工具在玉米基因组数据库(http://www。maizegdb。org/)中进行搜索比对,得到候选基因。随后在Pfam 数据库中对候选蛋白序列进行检索,若存在TIFY结构域,则将其作为家族成员。最后根据染色体顺序及基因位置排序、命名。利用Expasy protparam软件(http://web。expasy。org/protparam/)预测蛋白质氨基酸数目、等电点和分子量等信息,采用WoLF PSORT(http://www。genscript。com/psort/wolf_psort。html )网站预测蛋白质亚细胞定位。
2。2 染色体分布与基因复制分析
根据得到的玉米TIFY基因染色体位置、转录方向及基因座位号等信息,利用MapChart工具绘制染色体分布图。通过检索植物基因组复制数据库(PGDD,http://chibba。agtec。uga。edu/duplication/index/locus)查找玉米TIFY基因片段复制事件。如果两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。3 系统进化分析
利用MEGA 7。0软件邻接法构建玉米TIFY蛋白系统发育树,bootstrap重抽样进行了1000次。
2。4 基因表达分析文献综述
利用ZmTIFY基因CDS(coding sequence)序列在NCBI EST数据库中检索获取基因的组织器官表达信息。取一致性(Identity)≥95%、长度≥160bp、E-value<10-10的记录,作为匹配EST。对获得的EST记录按照组织器官进行分类、统计,从而获取基因表达信息。
3 结果与分析
3。1 玉米中的TIFY基因
利用TIFY结构域一致性序列在MaizeGDB中比对搜索,剔除不含完整TIFY结构域的蛋白序列,最终鉴定出玉米基因组中17个TIFY基因。根据基因在染色体上的位置系统命名为ZmTIFY1-ZmTIFY17,并将其基本信息列于表1。从表1可以看出,该家族基因外显子数目变化较大,从1-8个不等。蛋白质氨基酸数及分子量分析表明,ZmTIFY蛋白氨基酸数差异较大,最大的是ZmTIFY9,拥有426个氨基酸,最小的为ZmTIFY11,仅有110个氨基酸;只有ZmTIFY3、ZmTIFY9及ZmTIFY12三个蛋白分子量在10000道尔顿以下。等电点分析显示,玉米TIFY蛋白大多为碱性蛋白质。蛋白质亚细胞定位分析表明,ZmTIFY主要分布在叶绿体和细胞核中,线粒体及细胞质中也有少数分布。