茄科植物TIFY家族基因的鉴定与比较分析(2)
TIFY转录因子超家族基因是近年来发现的可以增强植物抗逆性的一种新基因，它是一类植物特有的，在植物的生长发育以及激素信号转导过程中都具有重要作用的转录因子[1]，其由于编码高度保守的氨基酸序列TIF[F/Y]XG而命名，TIFY家族基因编码一类植物特异蛋白，这些蛋白具有高度保守结构域，即TIFY（ZIM）和Jas（CCT-2）结构域，经前人研究发现，TIFY家族蛋白主要在生长、发育和一些相应植物激素等诸多植物特异的生物学过程中都有参与，其在植物抵抗逆境胁迫和防御反应的过程中都扮演着异常重要的角色。
TIFY家族包括JAZs、ZIM、TIFY和PPD亚家族[2,3]，其中特别是JAZ（Jasmonate ZIM-domain,JAZ）蛋白，Thines、Chini和Yan三个课题组最近分别用基因突变、图位克隆、基因芯片和基因过量表达的方法证明了JAZ蛋白正是拟南芥中茉莉酸信号转导途径中的重要调控因子，实验证明JAZ蛋白存在于细胞核内，它是一类参与多个信号传导通路的阻遏蛋白，基于Thines和Chini的研究结果，在茉莉酸信号转导通路中，JAZ蛋白会响应茉莉酸（JA）的刺激，与SCFCOI1受体复合物结合，促进JAZ蛋白的降解，从而释放其所结合的有活性的MYC2转录因子，从而启动JA应答基因转录的过程。而茉莉酸类物质是一种广泛存在于植物体内的内源激素，早在1971年人们就已经分离出了茉莉酸，但直到1980年Ueda等[4]才开始注意到这一类化合物具有生长物质活性。大量的研究表明，外源茉莉酸影响植物种子的萌发，高浓度抑制而低浓度则有促进作用，而内源茉莉酸作为一种信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫和低温等条件下的抗逆反应过程，不仅如此，茉莉酸类物质还能够抑制植物生长，促进叶片衰老，促进植物果实的成熟与衰老，诱导卷须卷曲、促进气孔关闭以及诱导块茎形成等[5-7]。因此，茉莉酸类物质在植物的生长发育、应激反应以及次生代谢过程中都起着非常重要的调控作用[8]。
除了在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)中, 已经分离鉴定了12个JAZ蛋白基因，在水稻和葡萄中也有相关TIFY家族的报道，而在茄科植物中研究却很少。茄科植物包括的土豆、番茄、茄子和优尔椒等是我国传统的粮食作物和重要的蔬菜作物，而虫害、农药的长期使用等严重影响了其质量与产量。本文将以茄科植物TIFY家族基因作为研究对象，系统剖析这个基因家族的成员数目、基因结构、序列特性以及系统进化关系，为阐明茄科植物TIFY蛋白家族的起源、进化以及进一步探索其功能提供理论基础。本研究主要选用番茄与土豆作为茄科植物代表，利用生物信息学和比较基因组学方法对这2个物种的TIFY基因进行系统性剖析。这些结果将为我们进一步研究茄科植物TIFY家族蛋白的生物学功能提供指导。
1 数据与方法
1.1 基因检索与数据下载
本研究所用拟南芥序列数据均直接下载于TAIR数据库，土豆和番茄TIFY相关序列数据来源于Phytozome v9.1（http://www.phytozome.net/）数据库，这些数据检索与下载过程如下：以拟南芥TIFY序列为种子序列，利用BLAST工具直接在Phytozome v9.1中检索同源序列，然后在该数据库中下载所有TIFY基因的DNA、CDS（编码序列）和蛋白序列。最后，将所有下载TIFY蛋白提交到Pfam工具（http://pfam.janelia.org/），确证这些TIFY蛋白具有典型的tify功能结构域，未发现该结构域的蛋白直接移走。
1.2 基因结构分析
通过对茄科代表植物土豆和番茄的TIFY基因的DNA 和编码序列进行比较分析，可鉴定出土豆和番茄的TIFY基因的外显子和内含子的组织结构模式，这些基因结构图的绘制均由GSDS2.0工具执行[9]。