睡莲转录因子bZlP家族的分子进化以及功能分析

摘要

[目的]基于睡莲基因组鉴定睡莲bZIP (basic leucine zipper)家族成员,并对其进行分析,以揭示睡莲bZIP家族的分子进化和功能.[方法]从Waterlily Pond数据库获取睡莲基因组序列,利用HMMER3.0程序识别睡莲的bZIP家族成员,并使用CDD程序进一步确认其含有的保守bZIP结构域,使用IQ-tree软件构建系统进化树.利用ExPASy和SOPMA在线网站进行蛋白质结构分析,通过MEME程序进行保守基序分析,使用MCScan和Circos软件对基因复制事件进行分析以及可视化展示.从NCBI下载睡莲转录组数据(SRA Study:SRP222853),用R软件对睡莲bZIP家族成员表达数据的Pearson相关系数(PCC)进行计算和可视化分析,使用Cytoscape软件对NcbZIP成员之间的表达数据关系进行分析.[结果]从睡莲基因组中共鉴定出46个bZIP家族成员,按成员在染色体上的分布命名为NcbZIP01-NcbZIP46.根据系统进化分析可以将唾莲bZIP家族成员分为A、B、C、D、E、G、H、I、J和S共10个亚家族,其中A亚家族所含成员最多(11个),相同亚家族成员具有相似的保守结构域和基因结构.理化性质分析表明,睡莲bZIP家族成员蛋白质长度介于101-1898 aa,分子量大小介于12.04-214.64 kD.染色体定位分析发现,睡莲共有14条染色体,46个bZIP家族成员不均匀地分布在其中的10条染色体上,其中1号染色体上分布最多.睡莲bZIP基因家族发生10个复制事件,其中9个片段复制事件,1个串联复制事件,A亚家族所含基因复制事件最多(3次).对NcbZIP成员在不同组织下的表达进行分析,根据表达情况分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅱ组,Ⅰ组成员在所有组织中均高度表达,Ⅱ组成员几乎在所有组织中均不表达,Ⅲ组成员在不同组织中表达水平各不相同,其中C、D和G亚家族的大部分成员集中在Ⅲ组.通过睡莲bZIP成员表达量的Pearson相关系数分析,发现NcbZIP45与所有NcbZIP成员之间的相关性最高.[结论]在睡莲基因组中鉴定出46个bZIP成员,分为10个亚家族,不均匀地分布在14条染色体上,结构进化保守,组织表达模式多样.