摘 要：RIO激酶在细胞存活以及核糖体生物发生中发挥着重要作用。RIO基因在酵母、人类中已有较多研究，而其在高等植物中的成员及其功能还不明确。本研究采用生物信息学方法分别鉴定出玉米和拟南芥基因组中7个和3个RIO基因。系统发育分析表明，该家族蛋白质可分为2个亚组，说明其成员已经发生了分化；在系统发育树的末端发现了4对旁系同源基因，说明物种特异性扩张是该家族进化的主要动力。基于EST和RNAseq数据的表达分析表明，所有玉米和拟南芥RIO基因均在多组织器官混合样品中表达，部分玉米RIO基因的表达具有一定的组织特异性。58462

毕业论文关键词：RIO基因，玉米，拟南芥，生物信息学分析

Abstract：The RIO kinases play important roles in cell survival and ribosome biogenesis。 RIO genes have been extensively studied in yeast and humans; however, RIO members in higher plants and their functions remain unknown。 In this analysis, we identified 7 and 3 RIO genes, respectively, from maize and Arabidopsis genomes using bioinformatics approaches。 Phylogenetic analysis showed that RIO proteins could be pided into two subgroups, indicating that pergence has occurred among this family。 Four pairs of paralogs were found at the terminal branches of the phylogenetic tree, suggesting that species-specific expansion is the main force underlying the evolution of this family。 Gene expression analysis using EST and RNAseq data revealed that all maize and Arabidopsis RIO genes were expressed in the multiple-tissue-and-organ mixed sample; some maize RIO genes were expressed specifically。 

Key words: RIO gene , Zea mays, Arabidopsis thaliana, bioinformatics analysis 

1  引言 4

2  材料与方法 4

2。1  序列检索和蛋白质等电点以及亚细胞定位 4

2。2  染色体分布图和复制事件 4

2。3  多系列对比和系统发育分析 5

2。4  表达分析 5

3  结果与分析 5

3。1  玉米和拟南芥中的RIO基因 5

3。2  染色体分布和复制事件 6

3。3  RIO基因系统发育分析 7

3。4  RIO基因表达模式分析 7

结  论 10

参考文献 11

致  谢 12

1  引言

蛋白激酶负责催化磷酸基团向丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸转移，在细胞信号传导和各种生理活动调节中发挥重要作用。RIO家族属于非典型蛋白激酶家族。该家族有三个成员RIO1、RI02和RI03，是近年来发现的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族。RI01、RI02激酶从古细菌到人类中均存在，且在人类中具有组织特异性，表明RIO激酶在细胞中具有最基本的功能[1,2,3]。目前，RIO已经从多种动物、植物中分离得到。古细菌RIO1和RIO2的晶体结构分析表明RIO激酶都包含一个保守的激酶结构域。酵母RIO1和RIO2激酶调控核糖体的生物合成和细胞周期进程[4]。系统发育分析证实在低复杂性的生物中（如原核生物和单细胞真核生物）存在RIO1和RIO2激酶，而包括人类在内的多细胞真核生物还含有RIO3激酶[5]。在烟草中，NtRIO激酶能够与烟草花叶病毒的移动蛋白（MP）互作，其被磷酸化后与MP的互作被抑制[6]。

玉米（Zea mays）是一年生禾本科植物，是重要的粮食作物和饲料作物，在解决温饱问题和发展国民经济中发挥了重要作用。拟南芥(Arabidopsis thaliana)是双子叶植物的模式生物。然而，玉米和拟南芥中的RIO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和拟南芥基因组中的RIO基因进行了系统鉴定、分子进化和表达分析，旨在为玉米和拟南芥RIO基因的功能研究奠定基础。