结球甘蓝IQD基因家族全基因组鉴定与分析

IQ67-DOMAIN(IQD)蛋白家族是一类钙调素靶点互作蛋白,其特征是有67个保守氨基酸残基组成的特异性中心结构域,简称IQ67结构域,在各种生物和非生物胁迫中发挥重要作用,通过鉴定分析该家族的结构特征来预测其功能.利用生物信息学方法从甘蓝基因组中鉴定结球甘蓝IQD基因,分析其保守结构域、基因结构、分子进化和转录组数据等信息.共鉴定出28个IQD基因,命名为Bo IQD1~BoIQD28,其不均匀地分布在9条染色体上.预测23个IQD蛋白亚细胞定位于细胞核中.系统发育树分析将结球甘蓝IQD蛋白分为4个类群(Ⅰ~Ⅳ),每个类群又可分为2个亚组.共线性分析表明,甘蓝和拟南芥之间有较高的同源性,大部分BoIQD基因在进化中受到纯化选择.转录组数据表明,Bo IQD基因具有组织表达特异性,大部分在叶片中的表达量最高;所有的Bo IQD蛋白都有一个共同的IQ域基序;21个BoIQD基因与拟南芥呈共线性关系.

茶树CsIQD基因家族的鉴定和表达模式分析

IQD蛋白家族是一类钙调素结合靶蛋白,在植物的生物防御和发育调节中都发挥着重要的作用。为探明茶树中CsIQD基因家族的基本特征,揭示CsIQD基因在茶树中的表达模式,本研究基于茶树基因组数据,利用生物信息学软件对茶树CsIQD家族成员的基因结构、进化关系、保守域及染色体定位等进行分析,并通过Xia等的茶树转录组数据明确了CsIQD在茶树不同组织部位以及PEG诱导的干旱和盐胁迫下的基因表达情况。结果表明,从茶树基因组中共鉴定到38个CsIQD基因,它们在不同的染色体上不均匀地分布排列,按其亲缘关系可分为Ⅳ个蛋白簇,相同亚家族的基因结构和保守结构域相似;分析CsIQD基因在茶树不同组织和胁迫下的表达模式发现,CsIQD基因在芽和嫩叶中有较高的表达,部分基因在花和茎中也有较高表达,在PEG诱导的干旱和盐胁迫下,CsIQD间存在基因的表达差异,因此,CsIQD基因参与了茶树的整个生长过程,同时也是激发茶树非生物胁迫能力的重要调控因子。本研究初步解析了茶树CsIQD基因家族的基本特征和功能,为进一步研究茶树的生长发育调控机制奠定了理论基础。