玉米泛素结合酶基因家族分析及低氮胁迫下亚家族UBC2的表达分析

• 作者: 赵秋芳 金辉 陈宏良 陈曙
• 来源期刊: 热带作物学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 泛素结合酶 系统进化分析 生物信息学 低氮胁迫反应
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 生物技术与组织培养
• 页码范围: 305-314
• 页数: 10页
• 分类号: Q786
• 字数: 6092字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.02.014

摘要

泛素结合酶是泛素/蛋白酶体途径的重要组成部分,在蛋白质的泛素化过程中具有重要作用.本研究利用生物信息学对玉米泛素E2家族成员进行系统进化及基因结构分析.系统进化分析显示,玉米泛素结合酶基因可分为6个亚家族,各亚家族成员数目差异较大.基因数目最多的亚家族是UBC1,为22个.成员数最少的是UBC3,仅为5个.以亚家族UBC2为研究对象,发现UBC2中一共存在4对旁系同源基因,分别是ZmUBC3/ZmUBC70、ZmUBC8/ZmUBC34、ZmUBC31/ZmUBC53以及ZmUBC45/ZmUBC66.对UBC2中成员进行基因结构分析发现,互为旁系同源的基因其基因结构相似.Zm UBC45/ Zm UBC66含有外显子数量最多,为9个,而ZmUBC31/ZmUBC53外显子含量最小,仅为4个.基因基序分析结果显示,ZmUBC3/ZmUBC70含有基序数量最多(8个),ZmUBC8/ZmUBC34与ZmUBC31/ZmUBC53基序含量最小(均为3个).基因启动子作用元件分析显示,泛素E2基因启动子元件类型可分为光响应、激素响应和胁迫响应元件、组织表达相关元件以及周期性调控相关元件5大类.基因不同组织表达分析显示,被检测基因在玉米雌花中均有很高的表达量,在根和茎中表达量最低.低氮胁迫结果显示,所有被检测基因在低浓度NO3-处理下,其基因相对表达量在1h降至最低,随后逐渐上升.在低浓度NH4+处理条件下,各基因表达量逐渐降低,在24 h达到最低值.以上结果表明,泛素结合酶亚家族UBC2基因受低氮胁迫的影响其表达量发生了变化.