杨树与玉米细胞周期蛋白基因家族全基因组研究

摘要

植物细胞周期蛋白家族基因的研究是近年来植物遗传学和分子生物学所关注的热点问题。综述部分主要介绍了近年来植物细胞周期蛋白的研究进展，包括细胞周期过程，细胞周期调控，细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)，细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子(CKI)和细胞周期素(cyclin)。此外，对近几年研究的细胞周期蛋白家族的前景进行了简要的评述。另一方面，生物信息学作为计算机科学与生物学的交叉学科，生物数据库及生物信息分析是其主要研究内容。综述部分概述了核酸数据库、蛋白质数据库及其集成系统，并简介生物信息学在植物细胞周期蛋白家族研究中常用的信息学软件，例如序列分析软件——DNATOOLS，序列多种排列软件——ClustalW/X，系统进化树构建软件——MAGA以及MEME。细胞周期蛋白家族是细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)的正向调控因子，并在细胞周期调控中发展着重要作用。尽管有研究已经揭示了一些植物cyclin基因的功能和机制，但是在玉米中被研究的cyclin基因数量还是相当稀少。
　　 在研究论文部分中，对玉米中含cyclinN结构域的候选基因进行了全基因组的分析研究，这包括对它们的确认、系统发生学关系分析、物理位置分布分析、保守序列分析、基因复制研究等等，并且对水稻细胞周期蛋白家族基因分析结果进行对照，取得如下结果：
　　 1．我们在玉米B73品种中找到了59个cyclin基因，根据进化树分析，将这59个基因分为A，B，D，F，SDS和T六个亚族，相应地，每个亚族成员的数目分别为11，10，21，6，4，和7。
　　 2．在水稻与玉米cyclin基因构造的进化树中，六个类型亚族（A，B，D，F，T和SDS亚族）为水稻和玉米共有，水稻中含有H，L和P亚族，而玉米中没有发现这三个亚族。
　　 3．研究进一步发现在玉米的五条染色体中，cyclin基因经历了7组串联基因复制事件，然而与水稻不同的是，玉米中并没有发现片段基因复制。
　　 4．在杨树中找到了50个cyclin基因，根据进化树分析，被分为A、B、C、D、T、J和Q七个亚族，相应地，每个亚族成员的数目分别为9，10，2，25，2，1和1。