苹果LysM基因家族的生物信息学及表达分析

• 作者: 丛佩华 周喆 张利义 张彩霞 李武兴 王强 田义
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 苹果 LysM基因家族 系统发育分析 表达分析
• 年，卷（期）: 2014,（13）
• 所属期刊栏目: 园艺
• 页码范围: 2602-2612
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.13.012

摘要

在苹果全基因组中鉴定LysM，通过基因聚类分析、染色体定位、结构分析以及组织表达分析，为苹果LysM的功能研究和利用奠定基础。利用已公布的苹果基因组数据库GDR和FEM-IASMA，鉴定苹果LysM基因家族成员，并对其进行编号。MdLysM蛋白氨基酸序列的基本信息通过ExPASy Proteomics Server进行预测，亚细胞定位的预测利用WoLF PSORT进行。采用MEGA5软件构建了进化树。应用Plaza程序绘制基因结构，染色体定位信息取自GMDO，鉴定出的39个基因的染色体定位作图使用MapInspector完成；另外，通过实时荧光定量RT-PCR对各基因的组织表达特性进行分析，差异显著性分析通过SPSS完成。系统地鉴定了39个苹果LysM家族成员。这39个MdLysM蛋白包含241至1119个不等的氨基酸残基，等电点分布在4.70-9.60范围内。亚细胞定位结果表明，苹果LysM蛋白在细胞核、细胞质、叶绿体、液泡、胞外基质中均有分布。根据聚类分析可将这些基因分为A、B和C3组，且A组又可进一步被分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个亚族，说明它们的功能可能已经发生了分化。MdLysM蛋白结构域的预测结果及基因结构分析结果均与进化树聚类结果吻合。染色体定位表明， MdLysM分布在苹果17条染色体中的13条上，且此家族的基因在13条染色体上的分布为非均匀的，其中以4号染色体上分布最多，达到了9个，而1、5、7和8号染色体上则未见分布。在苹果LysM家族中鉴定出了10对和1组旁系同源基因，MdLysM基因间存在串联重复和片段重复，它们是苹果LysM家族扩张的主要动力。对39个基因在根、茎、叶、花、果5个组织器官中的实时荧光定量RT-PCR结果显示，5个器官中均能检测到MdLysM的表达，这些基因的组织表达模式具有多样性，表明它们在不同组织中可能扮演不同的角色。苹果LysM基因家族拥有39个成员，进化上可分为3组，基因结构的复杂程度与进化树聚类存在联系。39个基因分布于13条染色体上，存在重复事件。这些信息为今后苹果LysM基因家族的功能研究奠定了基础。