甘蓝型油菜NBS-LRR基因家族的鉴定及密码子偏好性分析

NBS-LRR(nucleotide binding site and leucine rich repeat)是庞大且复杂的基因家族,对植物的抗病性具有非常重要的作用。为深入了解甘蓝型油菜NBS-LRR基因家族,合理开发利用基因资源,对甘蓝型油菜(Brassica napus L.)及相关物种的NBS-LRR基因进行了生物信息学分析,包括基因家族鉴定、系统进化分析、保守基序、基因结构、染色体定位以及密码子偏好性分析等。以拟南芥为参考,在甘蓝型油菜中鉴定到463个NBS-LRR基因家族成员,根据结构域将其分成TIR-NBS-LRR和CC-NBS-LRR两类,再分别细分为4和8个亚组。19条染色体均有NBS-LRR基因,其中ChrC09上分布最多,达到53个;NBS-LRR基因以基因簇形式存在居多,可推测抗病基因NBSLRR发生了大规模片段复制。分析5个物种(甘蓝、白菜、甘蓝型油菜、水稻和拟南芥)的NBS-LRR家族基因密码子偏好性,结果发现,甘蓝型油菜抗病基因有效密码子数范围与甘蓝(B. oleracea L.)更加相近。然后进一步对甘蓝型油菜和白菜(B. rapa L.)与甘蓝的共线直系同源关系进行偏好性分析,并获得相同发现,推测甘蓝型油菜可能和甘蓝在抗病基因密码子的使用偏好上更为相似。

三种伞形科蔬菜作物全基因组SBP基因家族的生物信息学分析

本研究利用生物信息学方法对三种蔬菜Squamosa启动子结合蛋白(squamosa-promoter binding protein,SBP)基因家族进行了系统的比较分析,包括家族鉴定、系统发育关系、结构及保守基序分析、染色体定位、基因丢失及保留、直系和旁系同源分析、基因表达模式和密码子偏好等分析。以葡萄(Vitis vinifera)为参考,在芹菜(Apium graveolens)、香菜(Coriandrum sativum)、胡萝卜(Daucus carota)和葡萄中分别鉴定到18、27、21、19个SBP家族成员。系统发育分析表明,85个SBP基因共分为6组,即Group 1~Group 6。结合4个物种SBP基因的结构和保守基序分析,发现每个物种SBP家族成员均具有Motif1、Motif2和Motif7,具有高度的保守性。另外,鉴定到4个物种SBP家族中共有42个基因丢失,44个基因复制,说明该基因家族在这4个物种的进化过程中整体数量并无太大波动。通过密码子偏好分析发现这些物种具有共同偏好的唯一密码子AGU,这对伞形科物种进行转基因改良具有重大指导意义。本研究结果为进一步探究植物生长发育及改良育种提供理论基础。