黄瓜、甜瓜和西瓜MLO基因家族的比较基因组学分析

MLO基因是植物特有的一类基因家族,在调控植物抵抗生物和非生物胁迫方面起着重要作用。为了揭示葫芦科作物MLO基因的遗传变异及系统发育关系,本文以黄瓜、甜瓜和西瓜基因组数据为基础,利用生物信息学方法对其MLO基因家族进行鉴定与分析。结果发现,黄瓜、甜瓜和西瓜基因组中共含有42个MLO基因家族成员,每一个物种均含有14个成员,且保守性强;系统发育关系揭示了这些成员在黄瓜、甜瓜和西瓜基因组中并不呈现一一对应关系,表明MLO型基因在这3种植物分化之后分别发生了扩展和丢失;进一步将其与模式植物拟南芥、番茄、豌豆MLO型白粉病基因进行聚类分析:一方面,借助于拟南芥MLO基因的分类标准,揭示了在黄瓜、甜瓜和西瓜基因组中也存在双子叶植物MLO型白粉病基因的特异区组,他们各自至少包含3个候选的白粉病基因,序列比对进一步发现这些基因均具有MLO型白粉病基因的典型结构特征,如7个跨膜结构域、钙调蛋白结合区以及两个缩氨酸区域(I和II);另一方面,大部分区组中包含的MLO基因均来源于拟南芥和黄瓜、甜瓜和西瓜MLO基因家族的成员,表明了MLO基因家族在拟南芥和葫芦科作物分化之前就已经存在。EST表达分析表明MLO基因广泛地参与到黄瓜、甜瓜和西瓜器官的营养生长和生殖生长。研究结果为揭示黄瓜、甜瓜和西瓜MLO基因的进化关系、功能及克隆表达分析奠定了基础。

大白菜热激转录因子基因家族鉴定及表达分析

本文以大白菜基因组数据为基础，利用生物信息学方法对大白菜热激转录因子（heatshocktranscriptionfactors，HSFs）进行了序列特征分析。结果表明，大白菜至少含有30个HSF基因成员，蛋白质序列长度在239～487氨基酸之间；序列多重比对发现，大白菜HSF基因具有高度保守的DBD结构域和广泛的保守基序；染色体定位揭示了除2个基因分布在Scaffold上，其余28个基因在大白菜的10条染色体上呈不均匀分布，Chr03上分布最多；此外，大白菜和拟南芥HSF基因的系统发育关系比较分析表明，这些HSF基因家族成员可以分为A、B、C三类，A类和B类可进一步分为8个和4个亚组，并且存在8对直系同源基因和4对旁系同源基因，表明HSF基因家族存在于芸薹属和拟南芥属分化之前。RT—qPCR分析表明，高温胁迫显著了诱导了大部分大白菜HSF转录因子基因的表达，表明这些基因广泛地参与了大白菜苗期叶片对高温热激反应。