梅花bZIP基因家族生物信息学鉴定及表达分析

摘要

梅花（Prunus mume）作为中国传统名花之一，它与兰、竹、菊并称为四君子，又与松、竹一起被称为岁寒三友。梅花基因组序列的发布为在基因组水平上鉴定梅花的优良观赏性状、抗逆相关基因提供了重要资料。在各种植物的生理抗性过程中bZIP转录因子都有比较广泛的参与。迄今为止，虽然在很多植物中关于bZIP转录因子已有很多的研究报道，但是在梅花中关于bZIP基因暂时并无研究，所以在我们针对梅花进行相关生物信息学研究，探究bZIP转录因子的生物信息学功能，具有非常大的研究意义。
　　在研究中通过生物信息学分析鉴定出梅花基因组中的bZIP家族基因，通过进化树分析、染色体定位分析、MEME蛋白基序分析、外显子-内含子结构分析等生物信息学分析方法来预测了梅花bZIP基因家族的进化和功能；通过荧光定量PCR表达量的分析研究在非生物、激素处理下梅花bZIP基因的表达状态，同时克隆梅花相关的抗逆基因。获得的主要结果如下：
　　1、在已知的梅花基因组中通过生物信息学分析、比对，利用Pfam在线工具验证，最终获得37个梅花bZIP基因，根据在染色体定位的结果分别将37个bZIP基因命名为PmbZIP1到PmbZIP37，氨基酸长度在117到1382之间分布，平均长度为415个氨基酸。
　　2、通过得到的梅花和拟南芥bZIP基因家族基因的氨基酸序列进行重组建树，根据拓扑学和聚类情况，将梅花bZIP基因划分为10个亚族。
　　3、通过对梅花bZIP基因生物信息学的各种分析结果如：进化树分析、外显子-内含子分析等表明梅花bZIP聚类在相同结构中表现的更近一些，同时也表明在进化过程中梅花bZIP基因家族比较保守。
　　4、为了获得bZIP蛋白我们通过MEME在线网站，对其进行保守基序分析。分析的结果表明在PmbZIP基因中可以找到多个保守基序，在同一类型中，bZIP基因在基序类型和基序数目上表现出一定的相似性。同时，1、2、3、4和6号保守基序被鉴定为PmbZIP蛋白核心序列，这些序列广泛的分布于梅花bZIP基因家族中。
　　5、梅花bZIP基因在非生物、外源激素处理表达下的结果显示梅花bZIP基因在高盐、干旱处理下有22个梅花bZIP基因的表达为上调，5个梅花bZIP基因表达为下调，3个梅花bZIP基因在高盐和干旱处理下表达均为上调；19个梅花bZIP基因在ABA处理下有表达，其中有8个梅花bZIP基因的表达为上调，11个梅花bZIP基因的表达为下调。证明此家族基因在梅花抗逆中扮演着重要的角色。
　　6、通过生物信息学分析和表达分析的结果，采用荧光定量RT-PCR技术从梅花中克隆了PmbZIP35相关抗逆基因；PmbZIP35基因ORF全长为467bp，编码氨基酸155个。这为进一步研究PmbZIP35基因功能提供前期基础。

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1 文献综述

1.1 植物对逆境胁迫的响应

1.2 转录因子的概述

1.3 bZIP转录因子的研究进展

1.4 研究目的和意义

1.5 技术路线

2 梅花bZIP基因家族的全基因组分析

2.1 材料与方法

2.2 结果分析

3 梅花bZIP转录因子的表达分析

3.1 材料与方法

3.2 梅花bZIP基因在非生物、外源物激素处理胁迫下的表达分析

4 梅花bZIP抗逆相关基因的筛选及克隆

4.1 材料和方法

4.2 PmbZIP-35基因克隆

5 讨论

5.1提取RNA的注意事项

5.2 cDNA的合成

5.3 梅花bZIP基因在不同环境胁迫下的表达

5.4 梅花bZIP基因在不同激素诱导下的表达

6 结论

参考文献

致谢

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