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柑橘GRAS基因家族全基因组分析

徐龙  
【摘要】:GRAS基因被认为是植物特有的转录因子家族并参与了植物的生长发育。其命名来源于最早被功能鉴定的3个成员:GAI,RGA和SCR。GRAS蛋白质通常由一个可变的N端和一个较为保守的C端组成。一些植物的GRAS基因家族的研究已经完成,但是柑橘属的GRAS基因家族分析未见报道。甜橙是柑橘属最重要的一种果树。随着基因组测序数据的发表,为我们研究柑橘GRAS基因家族提供了资源和依据。本文中,我们从2个基因组测序数据库中鉴别出了 50个假定的甜橙GRAS基因。染色体分布图显示了 CsGRAS基因非随机的分布于9条染色体上,并在部分GRAS基因中表现出串联重复和部分重复的现象。在甜橙,拟南芥和水稻中,所有GRAS蛋白通过系统进化树被分成11个亚家族。特别的是,CsGRAS34亚家族是甜橙特有的。系统进化分析所预测的部分GRAS蛋白质功能,经过蛋白质互作网络得到证实。通过序列结构分析,包括甜橙在内的6个物种的亚家族展示出了其保守性,其中AtSCR和AtPAT1亚家族最为保守。此外,基于RNA-seq和RT-PCR分析的表达模式展示出了 4个组织的差异性。磷作为植物生长发育中非常重要的营养元素.尽管已经发现很多基因及甲基化的表观修饰与低磷胁迫相关,但在GRAS基因家族中的研究较少。我们研究了 40个枳(与柑橘亲缘关系高)的GRAS基因在缺磷处理下的表达谱,发现几个候选CsGRAS基因可能在缺磷条件下有着重要作用。少于或接近200个氨基酸残基的GRAS蛋白,我们叫它小GRAS蛋白,似乎在陆生植物中广泛存在,它们的表达水平极其低,其功能尚未了解。综上所述,这些全面的分析能够提供丰富的资源帮助我们研究柑橘的GRAS基因家族。


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