亚麻纤维素合酶超基因家族的生物信息学及表达分析

摘要

[目的]全基因组水平鉴定亚麻纤维素合酶超家族基因CesA/Csls,并对基因的进化、基因结构及组织表达特性等进行分析,为亚麻纤维发育的机理研究奠定基础.[方法]利用Phytozome基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定亚麻纤维素合酶超基因家族成员,并进行蛋白理化特性分析;利用MEGA 5.0、GSDS、MEME等软件构建系统进化树,并进行基因结构、蛋白保守基序分析;根据RNA-Seq数据对Ce sA/Csls进行表达分析.[结果]系统分析鉴定了45个亚麻CesA/Csls超家族基因,该家族基因在scaffolds上是分散分布的,没有明显的成簇现象.CesA/Csls蛋白主要分布于质膜上,氨基酸数目为409-1 167,分子量为47 401.1-130 578.3,等电点分布在5.43-9.08.CesA/Csl蛋白均含有跨膜结构域,数目为2-8.根据系统进化分析将其分成CesA与Csl两类,细分为CesA、CslA、CslB、CslC、CslD、CslE、CslG共7组.基因结构分析显示,亚麻CesA/Csls基因的长度在2.1-6.8 kb,外显子数量在2-14.保守基序分析表明,不同组间Motif组成有一定的差异,Motif 1、Motif 2、Motif 3、Motif 4、Motif 12在CesA、CslB、CslD、CslE、CslG组蛋白中均有分布,Motif 18、Motif 20在CslA、CslC组蛋白中均有分布,而Motif 13、Motif 14、Motif 15、Motif 19的分布则表现出一定的组间特异性.表达谱分析结果表明,CesA/Csls家族成员在不同发育阶段表达模式不同,部分CesA/Csls可被NaCl、BR和Brz诱导上调或下调表达,预示CesA/Csls功能的多样性以及在植物发育过程中扮演着不同角色.[结论]鉴定出45个亚麻CesA/Csls家族基因成员,分属于两类,7组,分布于scaffolds上,基因结构和蛋白基序具有组间多样性和组内保守性.不同的基因在不同发育阶段具有一定的时空特异性.CesA/Csls中部分基因响应激素BR、Brz及NaCl胁迫.