摘要：SBP（Squamosa promoter binding protein）-box转录因子是一类植物特有的转录因子，在模式植物拟南芥和水稻中已有较多研究，而在玉米中还少有报道。本研究采用生物信息学方法鉴定出玉米基因组中32个SBP-like（SPL）基因，并对其进行了全面的分子进化和表达分析。基因复制分析表明，有1对基因起源于串联重复事件，10对基因起源于片段复制事件。系统发育分析显示，ZmSPL蛋白可分为2个亚族，第一亚族又可分为3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11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。基于芯片数据的表达模式分析表明，ZmSPL表达已经发生了分化；多数基因在根、茎、叶和/或种子中表达。这些结果为ZmSPL功能的进一步分析奠定了基础。75616

毕业论文关键词：玉米，SPL基因家族，系统发育分析，表达分析

Abstract: SBP (Squamosa promoter binding protein)-box proteins are plant-specific transcription factors。 These proteins have been well studied in model plants Arabidopsis and rice; however, little is known in crop maize。 In this study, 32 SBP-like (SPL) genes in the maize genome were identified by bioinformatics approaches and comprehensive molecular evolution and gene expression analyses were performed。 Gene duplication analysis showed that one pair of genes arisen from tandem duplication, 10 pairs of genes arisen from segmental duplication。 Phylogenetic analysis revealed that ZmSPL proteins were clustered into two subfamilies, among which subfamily II were further pided into three subgroups, suggesting that pergence has occurred among this family。 Eleven pairs of paralogous genes were found at the terminal branches of the phylogenetic tree, indicating that species-specific expansion contributes to the evolution of this family。 Expression profile analysis using microarray data showed that the expression of ZmSPLs has perged; most genes were expressed in roots, stems, leaves and/or seeds。 These results provide a basis for further functional analysis of SPL genes in maize。

Key words: maize, SPL gene family, phylogenetic analysis, expression analysis

目  录

1  前言 4

2  材料与方法 4

2。1  玉米SPL基因家族成员的鉴定 4

2。2  染色体分布与基因复制分析 5

2。3  系统进化分析 5

2。4  基因表达分析 5

3  结果与分析 5

3。1  玉米中的SPL基因 5

3。2  ZmSPL基因的染色体分布和复制事件 9

3。3  玉米SPL系统发育分析 9

3。4  玉米SPL基因表达模式分析 10

讨论 12

参考文献： 13

致谢 15

1  前言

转录因子是一类在mRNA转录水平上对基因表达进行调控的DNA结合蛋白，能够激活或者抑制靶基因的表达。动植物体内存在着大量的转录因子，而SBP（squamosa promoter binding protein）-box基因家族是迄今仅在植物中发现的一类特异性的转录因子。其DNA结合域一般含有76个氨基酸，包括两个锌-结合区，在第二个锌-结合区有一段核定位序列[1]。Huijser等[2]最早在金鱼草（Antirrhinum majus）早期发育的花中发现了SBP蛋白并命名为SBP-like 1（SPL1）和SPL2。近年来，SPL基因从拟南芥[3]、番茄[4]、苹果[5]、草莓[6]、水稻[7]等多种植物中分离出来。在这些植物中，SPL基因参与开花结实以及其他重要生理功能的调控。拟南芥基因组含有16个SPL基因，分别命名为SPL1-16，其中8个SPL基因是早期叶的发育所必须的，调控叶片细胞数量及细胞的大小[8]。最近研究发现，其最大的SPL成员SPL14能够抵抗霉菌毒素伏马菌素B1（FB1）引发的程序细胞死亡（PCD）[9]。在普通烟草与拟南芥SPL基因对比分析中，发现两者的结构特征高度相似，并且都在花器官中表达，表明SPL基因在植物花的发育中起着至关重要的作用。进一步分析发现普通烟草SPL基因NtSPL10在衰老叶片中的表达量也较高，推测该基因与植物衰老进程有关[10]。在番茄中，Manning等[11]首先分离了LeSPL-CNR基因，发现其是果实发育的关键基因。迄今研究者已从番茄中分离出了17个SPL家族成员，这些基因在番茄的生长发育中发挥重要作用，并参与生物和非生物胁迫响应[4]。文献综述