除上述4个代表性的BURP蛋白外,在许多植物中都发现了一系列BURP样蛋白。ZRP2是在成熟玉米根茎上表达的一种亲水性蛋白[5]。在幼根中的分析表明,ZRP2在根尖附近表达水平最低,在其他部分表达水平都相对较高。SCB1蛋白在大豆种皮发育早期被发现,首先在内珠被薄壁细胞中表达,后出现在外珠被的薄壁细胞内,表明该蛋白在种皮薄壁细胞的分化中发挥重要作用[6]。RAFTIN是在水稻和小麦中发现的花粉粒外壁与花粉发育和抵御病虫侵害有关的单拷贝基因,能够抑制核酸干扰,并在花粉发育后期发挥必不可少的作用[7]。油菜BnB-DC1蛋白在芽中表达,但不在根部表达,表明其表达具有明显的组织特异性[8]。该基因在渗透、高盐等非生物胁迫及植物病原感染的响应中均发挥重要功能。Ding等[11]系统鉴定出水稻中17个BURP基因。系统发育分析表明,植物BURP蛋白可分为7个亚族。表达模式分析表明,水稻BURP基因具有不同的时空表达模式,并且其表达受非生物胁迫的诱导。
玉米是目前我国第一大粮食作物,提高玉米产量对于保障粮食安全和缓解能源危机具有重要作用。然而,玉米基因组中的BURP基因及其功能还不明确。本研究利用基因组序列信息对玉米BURP基因家族进行了系统鉴定,并对其系统发育关系、表达模式和蛋白质保守序列进行了分析,为其进一步功能研究奠定基础。
2 材料与方法
2。1 玉米BURP的系统鉴定
从Pfam数据库(http://pfam。xfam。org/)下载BURP蛋白质一致性序列,在玉米遗传学和基因组学数据库(MaizeGDB,http://www。maizegdb。org/)中进行比对,E value设置为≤10-5。对鉴定出的序列在Pfam数据库中检索,若含有BURP结构域,则认为属于BURP家族。从MaizeGDB数据库中获取染色体位置、外显子数、蛋白质氨基酸数、转录方向等基本信息,利用ProtParam工具(http://web。expasy。org/protparam/)计算蛋白质相对分子量和等电点。
2。2 多序列对比和系统发育分析
利用ClustalW软件对玉米BURP序列进行多序列对比,采用MEGA4。0软件邻接法(Neighbor—Joining method)构建系统发育树,bootstrap重抽样进行了1000次。
2。3 基因复制分析
根据玉米BURP基因在染色体上的位置,利用MapChart软件绘制分布图。通过检索植物基因组复制数据库(PGDD,http://chibba。agtec。 uga。edu/duplication/index /locus)[11],查找玉米BURP的片段复制事件。串联重复事件的判断标准为两个基因在染色体上间隔不超过5个基因。来!自-优.尔,论:文+网www.youerw.com
2。4 蛋白质保守序列分析
利用MEME(http://meme-suite。org/tools/meme)软件分析ZmBURP蛋白的保守基序,最大发现基序设定为5,其余参数为默认。鉴定出的保守基序在InterProScan数据库中检索,分析基序功能。
2。5 基因表达分析
根据玉米BURP基因座位号在PLEXdb数据库 http://www。plexdb。org/plex。php? database=Corn)中检索,获取ZmBURP基因的芯片表达数据。通过Cluster 3。0软件Average linkage聚类绘制基因表达热图。
3 结果与分析
3。1 玉米基因组中的BURP基因
本研究利用BURP一致性序列在MaizeGDB数据库中比对搜索,共鉴定出9个BURP基因。根据它们在染色体上的位置系统命名为ZmBURP1~ZmBURP9。这些基因外显子数1~5个不等,其中ZmBURP5、ZmBURP6和ZmBURP8仅含有1个外显子。蛋白质最短的为ZmBURP6,仅含有227个氨基酸,最长的为ZmBURP8,含有679个氨基酸。4个ZmBURP基因为反向转录,5个为正向转录。等电点分析表明,绝大部分为碱性蛋白。亚细胞定位分析表明,大部分蛋白质定位在叶绿体内,少量存在于线粒体、细胞核或细胞质中