花生種子全長(zhǎng)cDNA文庫的大規(guī)模測(cè)序和生物信息學(xué)分析.pdf

1、花生是世界上五大油料作物之一，也是我國(guó)單產(chǎn)、總產(chǎn)和出口創(chuàng)匯額最高的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物。它是一種地上開花，地下結(jié)果，其收獲產(chǎn)品主要是地下莢果的作物。莢果的生長(zhǎng)發(fā)育狀況直接關(guān)系到花生的產(chǎn)量和品質(zhì)的形成，這與莢果本身的基因的表達(dá)和調(diào)控密切相關(guān)。了解花生種子發(fā)育牽涉的基因?qū)ㄉv果發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)形成等有重要意義。本研究主要對(duì)已建立的花生種子不同發(fā)育階段的全長(zhǎng)cDNA文庫的進(jìn)行了大規(guī)模測(cè)序，對(duì)得到的種子表達(dá)基因序列進(jìn)行了生物信息學(xué)分析和功能預(yù)測(cè)，

2、得到了一些與花生種子發(fā)育、品質(zhì)形成、抗性等等相關(guān)的基因，可為以后的深入研究提供參考。主要研究結(jié)果如下。 1.從文庫中挑選2000個(gè)克隆做5'端測(cè)序，得到1827條表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)，經(jīng)初步分析和功能注釋，發(fā)現(xiàn)80％的EST屬于已知功能的基因，另有366條EST序列為未知功能基因，所得到的EST中有770條屬Unigene，已在GenBank登錄(登錄號(hào)為ES490643-491295和EY396003-396119)。這些基

3、因中有相當(dāng)部分是花生首次報(bào)道。對(duì)其中的100條功能較重要基因進(jìn)行了雙向測(cè)序，得到了51條全長(zhǎng)基因。 2.根據(jù)測(cè)序獲得的1827條EST，按功能進(jìn)行分類，共得到408不同的基因，其中74個(gè)基因至少有兩個(gè)以上同功、同源拷貝或一致序列，共有1220條序列，占66.7％。其中一些貯藏蛋白基因有高度同源性拷貝。對(duì)所得到的功能基因可分為編碼種子貯藏蛋白、能量、運(yùn)輸、蛋白質(zhì)合成相關(guān)蛋白、蛋白降解和修飾、信號(hào)傳導(dǎo)蛋白、抗逆相關(guān)蛋白、光合作用相關(guān)

4、蛋白等9類功能的基因。對(duì)重要的代謝途徑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)有12個(gè)基因參與脂肪酸代謝，有9個(gè)基因參與能量代謝，有40個(gè)基因參與植物抗病性有關(guān)，有22個(gè)基因與抗耐脅迫有關(guān)。 3.1827條ESTP筍列中去除冗余序列，用SSRIT軟件搜索含有SSRs的EST序列，得到了19條不同的SSR序列，并對(duì)這19條EST-SSR(cSSR)進(jìn)行了引物設(shè)計(jì)，這些SSR標(biāo)記可供用于花生的性狀分子標(biāo)記和遺傳作圖。 4.根據(jù)功能整理分類的結(jié)果，從全

5、長(zhǎng)基因中選出類似野大豆種子成熟蛋白基因LEA4和類似大豆鈣結(jié)合蛋白基因進(jìn)行結(jié)構(gòu)和功能預(yù)測(cè)。這兩個(gè)基因全長(zhǎng)分別為750bp和1250bps，編碼區(qū)長(zhǎng)度為515bps和678bps，編碼172個(gè)和225個(gè)氨基酸。通過對(duì)Lea蛋白分析Lea蛋白基因具有干旱保護(hù)功能，可以用于植物的抗逆性基因工程育種。鈣結(jié)合蛋白一個(gè)酸性蛋白，親水性較弱，疏水性較強(qiáng)，主要以α-螺旋為主，間隔有、一些延伸鏈和大量的不規(guī)則盤繞散布于整個(gè)蛋白質(zhì)中，具有廣泛的生理功能。