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《大豆根瘤中增強(qiáng)表達(dá)的WIP小多肽基因家族的分子鑒定-論文.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、錯(cuò)學(xué)蘇2012年第57卷第31期：2948—2955《中國(guó)科學(xué)》雜志社、^n『v、scichina．comcsb．scichina．comSClENCECHINAPRESS大豆根瘤中增強(qiáng)表達(dá)的WIP小多肽基因家族的分子鑒定李曉琳，徐霽，俞冠翹，羅利中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所，植物分子遺傳國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200032聯(lián)系人，E—mail：lluo@sibs．a(chǎn)c．cn2012．04—27收稿，2012—08—28接受?chē)?guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2OlOCB12650l，2011CB100702)和國(guó)家
2、自然科學(xué)基金(31070218)資助摘要小肽分子是植物細(xì)胞分化、器官形成和生物防御的重要信號(hào)分子．通過(guò)分析大豆全基因關(guān)鍵詞組DNA序列，發(fā)現(xiàn)大量的基因編碼小肽前體即小多肽分子．到目前為止，對(duì)這些小多肽分子的大旦特征以及功能知之甚少．本文系統(tǒng)地分析了公共數(shù)據(jù)庫(kù)中的大豆轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，鑒定了212個(gè)在小多肽根瘤中增強(qiáng)表達(dá)的小多肽基因．其中79個(gè)基因?qū)儆?8個(gè)多基因家族，而另外133個(gè)基因不屬于根瘤WIP任何基因家族．在38個(gè)基因家族中，有10個(gè)基因家族只出現(xiàn)在豆科植物中，另外28個(gè)也出現(xiàn)基因表達(dá)在模式植物擬南芥中．在大豆中，最大
3、的一個(gè)基因家族是傷流誘導(dǎo)的小多肽(wound．induced亞細(xì)胞定位smallprotein，WIP)基因家族，由38個(gè)成員組成，其中一半左右的基因在大豆固氮根瘤中增強(qiáng)表分子進(jìn)化達(dá)．我們進(jìn)一步分析了蒺藜苜蓿、百脈根、擬南芥和水稻中的WIP同源基因，發(fā)現(xiàn)部分基因也在根瘤中增強(qiáng)表達(dá)或者受病原菌誘導(dǎo)表達(dá)．二級(jí)結(jié)構(gòu)分析顯示，wIP小多肽前體均含有一個(gè)DUF3774結(jié)構(gòu)域，其中包含2個(gè)跨膜疏水區(qū)域，多數(shù)分子具有N．端信號(hào)肽序列．我們選取了2個(gè)大豆WIP基因進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析，發(fā)現(xiàn)WIP小多肽定位于細(xì)胞膜上．有趣的是，34個(gè)大豆W
4、IP基因成簇分布在3條染色體上，與目前發(fā)現(xiàn)的其他小多肽基因家族的分散分布(如CLE)完全不同．在6，12和l3號(hào)染色體上分別分布有11，12和11個(gè)WIP基因．而在12號(hào)染色體上的WIP同源基因則位于13號(hào)染色體上，二者呈對(duì)應(yīng)關(guān)系．而6號(hào)染色體上的WIP基因相互之間同源性最高，且只與12號(hào)染色體上的基因具有較高的同源性．因此，可以推測(cè)，在大豆基因組中WIP基因可能起源l3號(hào)染色體，通過(guò)染色體復(fù)制擴(kuò)散至12號(hào)染色體，再擴(kuò)散到6號(hào)染色體．而在擬南芥和水稻基因組中，半數(shù)以上的WIP基因也分布在一條染色體上，且與大豆12和l3號(hào)
5、染色體上的WIP基因具有較高的同源性．因此，植物中WIP基因可能來(lái)源一個(gè)共同的祖先．最近10年，研究人員從植物中鑒定出了多種小究發(fā)現(xiàn)，肽激素也參與植物天然免疫信號(hào)傳導(dǎo)，如肽分子，如defensin]】，systemin[，PSK(phytosul—CLV3[J和PSK]．fokine)~引，ENOD40~們，CLV3[，POLARIS[酬，IDAf7】．這些小肽來(lái)源于一個(gè)長(zhǎng)度為150個(gè)氨基酸左右DVL118_PSY1[TDIF[叭RGF[”CLE2[5]CEP1[，，，，，的前體(prepropeptide)小多肽，一般
6、N一端具有一個(gè)信RALF[引Stomagen[訓(xùn)EPF1[15]FPF1[16]SCR[，，，，．號(hào)肽序列，此外還含有蛋白酶作用位點(diǎn)_3】．而且這些LURE[】，TPD1[181和NCR]。1等．有些小肽分子調(diào)節(jié)小肽分子常常受到翻譯后修飾，比如磺酸化、羥脯氨植物細(xì)胞分化和組織、器官發(fā)育(如PSK，CLV3，RGF，酸化和阿拉伯糖基化．很多小肽上含有保守的半胱EPF1，F(xiàn)PF1，POLARIS，ENOD40和RALF等)，稱為氨酸，形成一個(gè)或者多個(gè)分子內(nèi)二硫鍵．在模式植物肽激素．有些小肽分子調(diào)節(jié)植物與其他生物之間的擬南芥中
7、，研究人員利用公布的基因組序列，通過(guò)生相互作用(Indefensin，systemin和NCR等)．最近的研物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)有900多個(gè)具有保守分泌信號(hào)的英文版見(jiàn)：LiXL，XuJ，YuGQ,eta1．Aw0und_induceds國(guó)a1l_lypep璉de譬f8rnilyisupregUlatedinsoybeannodules．ChinSciBull，2012，57，doiIOA響71sIi434內(nèi)2-549s20小多肽基因．通過(guò)硅片(insilico)基因篩選，研究人員(ii)WIP基因家族成員的鑒別．在大豆、蒺藜
8、鑒定出了新的小肽基因，如RGF，PSY和CEP1等．苜?；蚪M[25,27]網(wǎng)站以及NCBI網(wǎng)站，應(yīng)用BLAST豆科植物，是在自然界廣泛分布的一個(gè)植物類(lèi)程序進(jìn)行序列比對(duì)，獲取同源基因及其編碼序列．再群．很多豆科植物的種子(大豆)和葉片(紫花苜蓿)中應(yīng)用CtustalW進(jìn)行多序列比對(duì)，Pfam和SMART軟件積累了大量
