核桃ARF基因家族的鉴定及生物信息学分析

摘要

生长素响应因子（auxin response factor, ARF）是一类在植物生长发育过程中起着关键作用的转录调控因子。基于核桃（Juglans reiga）基因组数据库，本研究利用生物信息学方法，在全基因组水平上利用HMMER 3.0和BLAST软件对核桃ARF基因家族成员进行鉴定，共鉴定到了30个核桃ARF基因，其编码蛋白的长度在596～1 124 aa之间，蛋白分子量介于65 447.51～125 471.08 Da之间，等电点在5.27～8.31之间，均定位于细胞核。系统进化树分析，将其分为4个亚组（ClassⅠ～ClassⅣ），同一亚组成员通常表现出相似的基因结构和保守结构域。保守结构域分析显示，30个JrARF蛋白均具有保守的B3、Aux＿resp结构域，大部分蛋白含有Aux/IAA结构域。这些基因不均匀地分布于核桃的15个染色体上。启动子顺式作用元件表明，该家族成员与众多光响应元件及逆境响应、激素应答等响应元件相关。利用转录组数据分析了ARF家族成员在核桃雌雄花芽分化过程中的表达模式，结果表明JrARF1、JrARF5、JrARF17等在雌花芽形态分化始期（FB-2）时期高表达，JrARF6、JrARF20在雄花芽（MB-3）中高表达。研究结果为深入研究核桃ARF基因家族的作用提供了重要的理论依据。