玉米大斑病菌Homeobox转录因子家族全基因组鉴定及其表达规律分析

• 作者: 冯胜泽 刘星晨 孙海月 巩校东 李志勇 王冬雪 赵洁 赵立卿 郑亚男
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 玉米大斑病菌 Homeobox转录因子家族 系统进化 基因表达
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 669-678
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.04.007

摘要

[目的]从全基因组水平上鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)Homeobox转录因子家族及其分布,阐明该家族的序列及进化特征,分析该家族基因在病菌不同生长发育时期的表达规律.[方法]利用生物信息学手段搜索玉米大斑病菌全基因组数据库,鉴定Homeobox转录因子家族;采用MEGA 5.0软件进行系统进化树分析;利用在线工具GSDS(gene structure display server)(http://gsds1.cbi.pku.edu.cn/index.php)绘制基因结构图;利用Clustal X 1.83软件分析Homeobox保守结构域(HOX保守结构域)的氨基酸序列特征;利用SOPMA(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.plpage=npsa_sopma.html)对Homeobox蛋白的二级结构进行在线预测;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析Homeobox转录因子家族在病菌不同发育时期的表达模式.[结果]在玉米大斑病菌中鉴定了8个Homeobox转录因子家族成员(StHTF1-8),根据基因结构及系统进化特征将其分为4类;亚细胞定位预测分析表明,这8个蛋白全部定位在细胞核中;该家族成员均含有HOX保守结构域,其二级结构具有特征性的"螺旋-转角-螺旋"(helix-turn-helix)结构;利用qRT-PCR技术对该家族成员在菌丝、分生孢子形成、芽管形成、附着胞及侵入丝形成等5个时期的表达规律分析,发现不同基因在病菌不同发育时期具有不同的表达水平,其中StHTF1在菌丝发育、分生孢子及附着胞形成等3个时期的表达水平相对较高,StHTF3、StHTF4在分生孢子形成时期表达水平最高,StHTF6在芽管形成时期的表达水平最高,StHTF2、StHTF5、StHTF7和StHTF8在附着胞形成时期的表达水平均较高.[结论]玉米大斑病菌包括Homeobox转录因子家族包含8个成员,在进化上分为4大类,全部成员均分布在细胞核内,其编码蛋白质均含有保守的HOX结构域及"螺旋-转角-螺旋"空间结构;该基因家族成员在病菌不同发育时期呈现不同的表达规律.