不同植物FERONIA基因密码子使用偏好性分析

为了了解植物FERONIA(FER)基因在长期进化过程中所形成的密码子使用模式及它们之间的亲缘关系,采用Codon W、CUSP在线程序和SPSS等分析软件对不同植物的FER基因密码子进行碱基组成分析、对应性分析、PR2-Plot分析、中性绘图分析和ENC-Plot分析并进行聚类分析。结果表明,单子叶植物FER基因密码子的平均G+C含量高于双子叶植物,且单子叶植物偏好使用以G/C结尾的密码子,而双子叶植物偏好使用以A/T结尾的密码子。对应性分析结果显示,在单子叶植物、双子叶植物中,向量轴1(Axis 1)可解释的变异分别占总变异的42.25%、28.56%。在单子叶植物中,Axis 1与总G+C含量、GC3含量、G3含量、C3含量呈极显著正相关(P<0.01),而在双子叶植物中则呈极显著负相关(P<0.01)。不同的碱基组成是单子叶植物和双子叶植物形成密码子使用偏好性的重要原因。PR2-Plot分析结果、中性绘图结果和ENC-Plot分析结果表明,自然选择是形成植物FER基因密码子使用偏好性的主要驱动力。基于编码序列(Coding sequence,CDS)构建的系统进化树比基于同义密码子相对使用度(RSCU)得出的聚类分析结果更接近传统的分类结果。本研究结果可为进一步开展植物分子进化和基因工程研究奠定基础。

花生响应干旱胁迫的FERONIA类受体蛋白激酶基因克隆与表达分析

FERONIA(FER)类受体蛋白激酶是CrRLK1L(Catharanthus roseus RLK1-like)激酶亚家族成员,在植物受精、细胞伸长、顶端生长以及非生物胁迫响应等方面起重要作用。本研究克隆了两个花生(Arachis hypogaea)FER类受体蛋白激酶基因AhFER1和AhFER2,它们的完整编码序列(CDS)和相应基因组DNA序列完全一致,说明AhFER1和AhFER2基因编码区均无内含子,分别包括2 655和2 640 bp的完整开放阅读框,编码的蛋白分别含885和880个氨基酸,分子量分别为99.58和98.96 kDa,等电点分别为6.5和6.22。生物信息学分析发现,AhFER1及AhFER2的氨基酸序列与其他植物FER蛋白均具有较高同源性,都包含malectin-like和蛋白激酶催化域两个保守结构域。AhFER1和AhFER2基因在花生幼苗的叶、茎和根中的表达水平有差异:AhFER1基因在叶中表达量最高,其次是根,茎中表达量最低;而AhFER2基因则在茎中表达量最高,其次是叶,表达量最低是根。干旱胁迫对花生茎和根中AhFER1基因的表达以及花生叶、茎和根中AhFER2基因的表达均无影响,但干旱胁迫显著增强花生叶中AhFER1基因的表达,说明AhFER1基因可能在花生叶响应干旱胁迫时起重要作用。