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葡萄WRKY基因超家族的进化分析

贾翠玲  
【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。


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