毛竹锌指同源结构域基因家族全基因组鉴定及表达分析

• 作者: 刘笑雨 喻珮瑶 张智俊 朱丰晓 阮诗雨 陈家璐 马瑞芳
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 毛竹 锌指同源结构域(ZF-HD) 转录因子 基因分析 功能鉴定
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 645-657
• 页数: 13页
• 分类号: S795.7
• 字数: 8425字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.04.007

摘要

锌指同源结构域(zinc finger-homeodomain,ZF-HD)是一种同源异形盒蛋白家族,是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育和响应非生物胁迫中发挥着重要作用.为探究ZF-HD基因家族在毛竹(Phyllostachys edulis)生长发育中的功能,基于毛竹基因组和相关转录组数据,运用生物信息学的方法,分析ZF-HD家族的理化性质、系统进化关系、基因蛋白结构以及表达模式等.研究结果表明:毛竹基因组中含有23个ZF-HD成员,其中内含子数较少(1～2个),基因结构和基序均相对保守.该家族蛋白序列存在不同结构域,含有可以和DNA结合的同源域(homeodomain,HD)和锌指(zinc-finger,ZF)两个结构域;系统进化树显示ZF-HD家族可分为6类亚族;结合多序列比对和同源模建分析结果,毛竹ZF-HD属于C2H2类型的类锌指结构域超基因家族.上游启动子序列中含有多个激素应答相关顺式作用元件;共线性分析可知毛竹与水稻(Oryza sativa)之间的共线性关系高于毛竹与拟南芥(Arabidopsis thaliana)之间的共线性关系,且存在基因复制倍增事件;结合基因本体(Gene Ontology,GO)富集,分析不同激素处理条件下以及笋芽发育不同阶段RNA-seq数据,发现毛竹ZF-HD可响应外源赤霉素(gibberellin,GA)和萘乙酸(naphthalene acetic acid,NAA)的调控;笋期部分基因家族成员的高表达,提示其可能参与了竹笋快速生长发育过程.本研究结果将有助于揭示ZF-HD基因家族在毛竹快速生长发育中的生物学功能.