玉米全基因組ARF基因的分析及進(jìn)化研究.pdf

1、生長素是植物生長過程中必不可缺的一類激素，在植物生長發(fā)育的各個(gè)階段都起到重要作用。近年來，對植物中的ARF基因不論是信號途徑的轉(zhuǎn)導(dǎo)還是表達(dá)機(jī)制的研究都成為熱點(diǎn)問題。本研究通過使用生物信息學(xué)軟件對玉米全因組中的ARF類型基因進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、系統(tǒng)進(jìn)化和表達(dá)分析，同時(shí)也將玉米與其他物種的ARF基因進(jìn)行進(jìn)化比較分析。全面的分析ARF家族基因，對于ARF基因的分子克隆和分子進(jìn)化的研究具有重要指導(dǎo)意義。獲得主要結(jié)果如下：
　　 1．運(yùn)用多種生

2、物信息學(xué)的軟件對玉米的全基因組進(jìn)行搜索、比對和篩選，共獲得35個(gè)不同的ARF基因。通過對35個(gè)ARF基因序列的整合比對分析可知典型的ARF基因含有三個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別為N末端DNA結(jié)合域（DBD）、中間核心區(qū)域（MR)、C末端二聚化結(jié)構(gòu)域(CTD)(結(jié)構(gòu)域III和IV)。參考水稻ARF基因家族的命名方法，對玉米的ARF基因家族進(jìn)行了命名，分別為ZmARF1-ZmARF35。
　　 2．通過構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹分析了ARF類型基因的進(jìn)化關(guān)系

3、，結(jié)果顯示這些基因主要分布于四個(gè)分枝，而與擬南芥、楊樹、葡萄和水稻的ARF基因家族進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)玉米與水稻同源性最高，這表明ARF類型基因的進(jìn)化可能是伴隨著單/雙子葉植物差異分離進(jìn)化而發(fā)生的。
　　 3．確定玉米ARF類型基因在染色體上的起始位置，進(jìn)行染色體物理位置的定位繪制，結(jié)果顯示35個(gè)ARF基因分散的分布在玉米的十條染色體上，5號染色體上最多，有6個(gè)基因；2、7、8、9號染色體最少，各有1個(gè)基因，沒有出現(xiàn)明顯的基因簇現(xiàn)象

4、，與其他物種的染色體定位具有相同特性。
　　 4．對玉米ARF類型基因的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，同屬一個(gè)進(jìn)化分類的ARF基因其基因結(jié)構(gòu)較為相似，所含內(nèi)含子與外顯子的個(gè)數(shù)也基本相同；同源性比對分析表明組成ARF基因功能核心區(qū)域的氨基酸序列具有較高的相似性；基序分析顯示玉米ARF類型基因的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，包含有20種不同的基序，motif1-8這幾種基序出現(xiàn)在絕大多數(shù)玉米ARF基因中，而motif 17，18，20這三種基序只在少數(shù)基因中出現(xiàn)。