葡萄WRKY基因超家族的进化分析

论文摘要

WRKY转录因子是一类参与多种胁迫反应的诱导型转录因子,其N-端具有WRKYGQK高度保守的氨基酸序列,能够与基因启动子中的（T）（T）TGAC（C/T）序列（W盒）发生特异性结合,从而调节基因的表达,参与植物的各种生长和发育过程。近些年来,有关WRKY转录因子的研究很多,如模式生物中的拟南芥和水稻基因组中拥有大量的WRKY成员。本文采用生物信息学的方法,在全基因组测序的基础上,对葡萄基因组的WRKY基因进行分析,以期得到较为完整的葡萄WRKY基因家族信息,并对该家族成员在葡萄中的进化情况展开分析,为WRKY基因的功能研究提供参考。本文主要的研究结果如下:1.通过对NCBI数据库采用两种方法搜索,ORF finder工具进行ORF预测,Pfam和CDD工具验证,并对得到的所有序列用MapViewer在葡萄基因组染色体上进行定位,同时去掉了冗余序列,得到56条葡萄WRKY基因。根据定位结果将葡萄WRKY基因命名为VvWRKY1-56（VvWRKY1和VvWRKY2除外）,获得了较为完整的葡萄WRKY基因家族。2.用ClustalX （1.83）对葡萄WRKY的保守域及基因进行比对,在其运算的基础上,用MEGA4（Bata）构建了葡萄WRKY保守域及基因的进化树,二者得到类似的系统关系,同时也说明WRKY保守域在一定程度上体现WRKY基因的进化关系,WRKY保守域是WRKY转录因子的重要功能单位和基因的进化单位。以WRKY保守域进化树的结果以及锌指结构特征为基础对葡萄WRKY基因进行分类,共分为三个组5个亚组,即Ⅰ组包括Ⅰa亚组和Ⅰb亚组、Ⅱ组和Ⅲ组包括Ⅲa亚组、Ⅲb亚组和Ⅲc亚组。3.对各组及亚组的WRKY保守域进行分析,得到各组及亚组的氨基酸序列的结构模式,其核心序列WRKYGQK发现两种变异,分别为WRKYGKK和WREYGQK,锌指结构有四种,分别为C-X4-C-X22-HXH、C-X4-C-X23-HXH、C-X5-C-X23-HXH和C-X7-C-X23-HTC。4.在CDD工具中预测保守域时获得了WRKY基因保守域外的锌指结构,并采用ClustalX （1.83）进行比对,发现这些锌指结构与WRKY保守域内的锌指结构模式完全不同,他们属于WRKY-GCM1超家族,并发现这些基因都属于Ⅲb亚组,这种锌指结构的存在可能使WRKY蛋白在植物防御过程中起更加重要的作用。5.用葡萄WRKY基因所对应的Locus编号在NCBI的UniGene数据库中搜索,得到葡萄WRKY基因的电子表达谱。有些葡萄WRKY基因可以找到电子表达谱,有些则不能。葡萄WRKY基因可能在很多组织中如芽、培养的细胞、花瓣、果实、花序、叶、花梗、根和茎中表达。不同的葡萄WRKY基因表达部位不同,表达量也各不相同。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 植物转录因子
• 1.1.1 植物转录因子的功能结构域
• 1.1.2 植物转录因子的生物学功能
• 1.1.3 植物转录因子基因的进化
• 1.2 WRKY 转录因子
• 1.2.1 WRKY 转录因子的发现
• 1.2.2 WRKY 转录因子的结构特点
• 1.2.3 WRKY 转录因子的表达特点
• 1.3 葡萄中的WRKY 转录因子
• 1.4 生物信息学概述
• 1.4.1 生物进化与生物信息学
• 1.4.2 分子进化
• 1.4.3 分子系统发育分析
• 2 材料与方法
• 2.1 数据查询
• 2.2 序列比对与进化树构建
• 2.3 葡萄WRKY 基因保守域外锌指结构分析
• 2.4 葡萄WRKY 基因的电子表达谱分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 葡萄WRKY 转录因子形成一个超家族
• 3.2 葡萄WRKY 基因的系统发育分析及分组
• 3.3 葡萄WRKY 基因各组及亚组的WRKY 保守域比较分析
• 3.4 进化树效果的检验与自展值分析
• 3.5 葡萄WRKY 基因的系统发育分析
• 3.6 葡萄WRKY 基因保守域外的锌指结构分析
• 3.7 葡萄WRKY 基因的电子表达谱分析
• 结论
• 参考文献
• 附录 葡萄WRKY基因对应的电子表达谱
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢