玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立

• 作者: 巩校东 张晓玉 张盼 李坡 王星懿 王玥 田兰 范永山 董金皋 谷守芹 韩建民
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 玉米大斑病菌 MAPK基因超家族 系统进化 保守基序
• 年，卷（期）: 2014,（9）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 1715-1724
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2014.09.006

摘要

【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）的MAPK超家族基因，并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析，构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型，为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠定基础。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库，通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索基因组，鉴定并获得MAPK超家族成员序列、基因组定位信息；采用MEGA 5.0软件进行系统进化分析；通过GSDS工具进行基因结构分析；利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶区的保守性及保守位点。【结果】在玉米大斑病菌基因组中发现了4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。系统进化分析将MAPK分为Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime24类；MAPKK分为Pbs2、Ste7及Mkk13类；MAPKKK分为Ste11、Bck1及Ssk23类。基因组定位及基因结构分析表明，MAPK超家族散布在基因组中，且MAPK基因的结构最为复杂多样，MAPKK次之，MAPKKK结构最简单。多重序列比对与保守位点分析表明，玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶结构域均高度保守，其中MAPK具有保守的“-TxY-”磷酸化位点，MAPKK含有保守的“-SD[V/I]WS-”磷酸化位点，MAPKKK 含有“-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-”特异性保守位点。【结论】全基因组分析表明，玉米大斑病菌中包括4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。通过系统进化、基因结构及多重序列比对和保守位点分析，在玉米大斑病菌中构建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog 4条MAPK级联途径，其中Ime2 homolog为一条新发现的MAPK级联途径。该信息为深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。