小麦KNOX基因家族鉴定与生物信息学分析

摘要

KNOX基因家族是编码同源异型盒蛋白的转录因子，在植物生长发育和形态建成过程中起着重要的调控作用。然而，关于小麦KNOX基因家族的研究很少。本研究利用生物信息学手段从小麦基因组中鉴定到分布于18条染色体上的36个KNOX基因，所有鉴定到的家族成员均含有KNOX1或KNOX2结构域。本研究对KNOX基因家族的系统进化、基因结构、蛋白结构域、顺式作用元件和基因表达模式进行了分析。根据其系统发育关系，将小麦KNOX基因分为ClassⅠ和ClassⅡ两大亚类，两亚类又进一步分为5个进化分支。大多数小麦KNOX基因含有典型KNOX1、KNOX2、ELK、HOX四个蛋白保守结构域。小麦KNOX基因的启动子分析发现了一些与激素、生长发育和胁迫响应相关的顺式作用调控元件。不同组织器官转录组数据分析显示，ClassⅠ类KNOX基因具有明显的组织特异性，ClassⅡ类KNOX基因的表达部位更广泛。本研究为进一步分析小麦KNOX基因家族的功能和调控机制提供了重要信息。