大白菜和甘藍(lán)熱激轉(zhuǎn)錄因子基因家族鑒定及比較分析.pdf

1、大白菜（Brassica rapa ssp.pekinensis）是一種原產(chǎn)中國(guó)的世界性蔬菜。隨著全球變暖，高溫脅迫(heat stress，HS)嚴(yán)重影響著大白菜的生產(chǎn)。熱激轉(zhuǎn)錄因子(Heat shocktranscription factors，Hsfs)是調(diào)節(jié)植物響應(yīng)高溫脅迫的主要因子，參與調(diào)節(jié)熱激蛋白(Heat shock protein，HSP)的表達(dá)，對(duì)植物抵抗高溫逆境傷害和其他生命活動(dòng)具有關(guān)鍵作用。隨著大白菜基因組測(cè)序的完

2、成，使得在基因組水平上研究大白菜Hsf家族的信息成為可能。本研究以大白菜基因組數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用生物信息學(xué)方法對(duì)大白菜Hsfs進(jìn)行了序列特征，系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，染色體定位和基因表達(dá)，相互作用網(wǎng)絡(luò)等方面的分析;另外將大白菜和甘藍(lán)Hsfs進(jìn)行了比較分析。其研究結(jié)果如下:
　　1.大白菜至少含有30個(gè)Hsf基因成員，編碼239～487個(gè)氨基酸，分子量27.93～54.49kDa;等電點(diǎn)4.66～9.16;除2個(gè)基因分布在Scaffold上，其

3、余28個(gè)基因在大白菜的10條染色體上呈不均勻分布。甘藍(lán)至少含有36個(gè)Hsf基因成員，編碼219～495個(gè)氨基酸，分子量25.69～55.38kDa;等電點(diǎn)4.62～10.22;10個(gè)基因分布于不同的Scaffold上，其余26個(gè)基因不均勻的分布在9條染色體上。
　　2.多序列比對(duì)發(fā)現(xiàn)，大白菜和甘藍(lán)Hsfs都具有高度保守的DBD結(jié)構(gòu)域和廣泛的保守基序，也有少數(shù)蛋白發(fā)生了不同程度的插入扣缺失，大白菜發(fā)生了2個(gè)插入和1個(gè)缺失，而甘藍(lán)則發(fā)

4、生了5個(gè)缺失，沒(méi)有發(fā)生氨基酸的插入，這些插入和缺失事件可能是大白菜和甘藍(lán)Hsf蛋白產(chǎn)生遺傳多樣性的一個(gè)原因。
　　3.模式植物擬南芥、大白菜和甘藍(lán)Hsfs的系統(tǒng)發(fā)育分析表明，這些Hsf基因家族成員可以分為A、B、C三類(lèi)，A類(lèi)和B類(lèi)可進(jìn)一步分為8個(gè)和4個(gè)亞類(lèi)，A類(lèi)Hsfs的保守性明顯高于B類(lèi)和C類(lèi);系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)還揭示了在這三個(gè)物種中，共存在28對(duì)直系同源基因和2對(duì)旁系同源基因，表明Hsf轉(zhuǎn)錄因子在大白菜、甘藍(lán)和擬南芥基因組中具有廣泛的

5、共同祖先，Hsf基因家族的多樣化存在于十字花科植物分化之前，并且在甘藍(lán)基因組中發(fā)生了基因重復(fù)。
　　4.大白菜的表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，大白菜Hsfs在5個(gè)組織（果，根，莖，花，葉）中呈差異性表達(dá)，大多數(shù)Hsfs參與大白菜地下部分的生長(zhǎng)發(fā)育，并調(diào)控大白菜的生殖生長(zhǎng)。另外大白菜直系同源基因的相互作用網(wǎng)絡(luò)包含了MBF1C、ROF1、TBP2、CDC2和HSP70五個(gè)基因，其中HsfA1分別扣HSP70、TBP2以及CDC2相連接，這可能是因?yàn)镠