亚洲棉和雷蒙德氏棉MATE基因家族生物信息学及其同源基因在陆地棉中的表达分析

多药和有毒化合物排出(MATE)蛋白家族是1个次级转运蛋白家族。为了更好地了解亚洲棉和雷蒙德氏棉中MATE蛋白的种类和数量,利用2种二倍体棉花基因组的氨基酸和c DNA数据库对MATE基因家族进行筛选,并分析亚洲棉和雷蒙德氏棉全基因组中MATE基因的种类和进化关系。结果显示,在亚洲棉基因组中初步鉴定了34个MATE基因,而在雷蒙德氏棉中筛选出42个MATE基因。基因结构和系统进化的比较分析表明,进化关系近的MATE基因在结构上基本是一致的。同时对陆地棉中克隆的Gh TT12及与其同一族的部分MATE基因进行荧光定量分析,推测其所在同一族的MATE基因功能可能与转运原花青素有关。这些结果为进一步深入分析棉花MATE基因的功能以及在原花青素转运中的作用提供了理论基础。

芝麻MATE基因家族的全基因再分析

基于目前芝麻全基因组鉴定方向研究还不甚深入,仅有的少量相关论文却涉及生物信息统计内容,对生物学理论研究者在理解及使用相关生物信息技术方面造成阻碍,因此,文章旨在理解芝麻MATE基因论文核心思想的基础上,利用相对通俗易懂的非术语化语言,使没有相关专业背景的受众者更好地进行阅读。通过研究植物在维持正常生命活动时需对代谢产物及毒素进行排出的蛋白(转运蛋白MATE),通过生物信息学相关手段得到MATE基因及其位置,此项研究为后续的芝麻MATE领域进一步研究提供经验。

芝麻MATE基因家族的全基因组鉴定与表达分析

植物为了维持其生命系统的正常运转,需要对各种代谢产物和毒素进行转运和排出。多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在多种底物和毒素的运输中起到重要作用。本研究利用生物信息学手段对芝麻MATE基因家族进行了全基因组分析,鉴定得到67个MATE基因,分布于全部13条染色体上,亚细胞定位预测表明这些基因主要位于质膜上。串联复制和全基因组复制是芝麻MATE基因家族扩增的主要动力。比较基因组学分析发现在芝麻和拟南芥中具有许多共线性的MATE基因,且大部分串联复制SiMATE基因产生于芝麻和拟南芥分化之后。系统进化分析可将芝麻MATE成员分为4个亚家族,大部分相似功能的已知植物MATE成员被聚在同一分枝中,进化树中关系较近的芝麻MATE成员往往具有相似的基因结构和保守基序。基因表达分析表明一半以上的SiMATE基因具有组织表达特异性。这些结果为芝麻MATE基因功能的研究提供了重要参考。

黄瓜MATE家族基因鉴定及其响应根结线虫和白粉病菌侵染表达分析

【目的】多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)是一类次级转运蛋白,可以转运离子、激素、多种抗生素与药物等次生代谢产物。通过全基因组分析的方法,已在很多植物中对MATE家族基因进行了系统鉴定,但是在黄瓜中MATE基因的大规模分析还未报道。【方法】基于黄瓜基因组数据,利用生物信息学方法,通过HMMER、PFAM和SMART软件对黄瓜MATE家族基因进行鉴定。采用MEGA、GSDS、PlantCARE、ProtParam和MEME等软件分析黄瓜MATE家族基因的进化关系、基因结构和启动子中含有的顺式作用元件、以及编码蛋白的理化性质和保守基序等。基于已发表的各种转录组数据,分析了MATE家族基因在不同组织中的表达模式,以及响应根结线虫和白粉病菌侵染的表达情况。【结果】在黄瓜全基因组中鉴定得到47个黄瓜MATE基因(CsMATE1-CsMATE47),其不均等地分布在7条染色体上。进化发育分析可将黄瓜MATE成员划分为4组(Group A~Group D)。由蛋白保守基序和基因结构分析可知,同一个组的很多成员有相似的保守基序分布和基因结构。启动子分析结果表明MATE的启动子区域含有很多与发育、激素和胁迫相关的顺式作用元件。基于转录组的表达分析发现很多CsMATE基因有明显的组织表达差异。此外,一些基因的表达量在根结线虫和白粉病菌侵染下发生了明显的变化。【结论】研究结果不仅为黄瓜MATE家族基因功能的研究提供数据参考,也为后续MATE基因在黄瓜分子育种中的应用奠定基础。