杨树全基因组wrky基因的鉴定及表达分析

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1、安徽农业大学硕士学位论文杨树全基因组WRKY基因的鉴定及表达分析姓名：何红升申请学位级别：硕士专业：园林植物与观赏园艺指导教师：项艳201206摘要嗽Y蛋白是近年来研究较广泛的诱导型植物转录因子，其序列的氨基州)末端含有高度保守的七肽帆KYGQK，能够与顺式作用元件w盒【(T)(T)TGAC(C厂r)】发生特异性结合，从而调控下游靶基因的表达，参与植物的多种防卫反应、生长发育和代谢途径。目前，对明Ⅸy基因家族的系统性研究主要集中在模式植物拟南芥和水稻中，而对其他物种特别是木本植物形豚y基因的研究

2、较少。对木本植物基因组中凇槲基因进行鉴定和分析，将有助于完善该家族的功能及进化信息。本文利用生物信息学方法，以杨树最新基因及蛋白序列为材料，通过对杨树全基因组中溯隧y转录因子进行鉴定，以期获得较为完整的杨树翮隧】，家族信息。同时，对该家族成员的分类、定位、结构、进化、基因复制、表达等情况进行全面分析，为下一步脓KJ，基因的功能研究奠定信息学基础。本文主要研究结果如下：1．以毛果杨最新基因及蛋白序列为研究材料，运用多种生物信息学软件对其全基因组进行搜索、比对和筛选，同时结合P蠡珊在线工具验证，共获

3、得104个翮Ⅸl，类型基因。根据基因在染色体上的定位结果并结合已公布的三倍体杨耽隧】，基因命名特性，将预测得到的形脒J，基因命名为R矾隧阳．J甜，获得较为完整的杨树袱K】，基因家族信息。2．对获得的杨树矾R足y基因及保守结构域进行多重序列比对，并构建n删Ⅸ】，基因及结构域的系统进化树，两者得到了类似的进化关系。参照Somssich的分组原则并结合杨树WRKY域多重比对结果对其进一步分组。这样杨树形豚】，基因可分为三大类(I、II、III)及7个小亚类，其中I组包括Ia和Ib亚组，II组包括IIa

4、、IIb、IIc、IId和IIe亚组。3．对获得的126个WRKY域进行蛋白序列分析，发现杨树形豚】，基因家族中一些成员存在核心序列变异。序列WRKYGQK存在以下四种变异：WRKYGKK、WKKYGQK、WRKYGRK和FWRKYGQK。其中FWRKYGQK变异类型未见报道。WRKY结构域氨基酸序列的结构有以下五种模式，即C．X4一C·X2l—m(H、C一)(4一C—X22-mm、C-X4一C—X23．m(H、C．X5．C．X19．mm和C—X5-C-X23-}ⅨH。4．利用MEⅧ在线网站，对

5、获得的WRKY蛋白进行保守基序分析。预测结果显示在厅耽隧】，基因中可以找到多个保守基序，同一类型的凇K】，基因含有的基序类型和数目具有一定的相似性。同时，l、2、3、5和11号保守基序被鉴定为PtWRKY蛋白核心序列，这些序列广泛的分布于杨树凇Ky基因家族中。5．86条眦K】，基因在进化过程中存在明显的基因复制现象，大约占整个杨树眦K】，基因的83％。其中近似有69％的基因参与了片段复制事件。对基因的内含子剪接位点进行分析，发现几乎所有的基因在其WRKY域中都存在一个保守的内含子剪接位点。6．利

6、用PopGeneIE网站，获得81个Pf删Ⅸl，基因电子表达谱。分析表明矾RK】，基因在杨树不同组织中转录水平存在较大差异。利用半定量ImPCR技术，对杨树眦K】，第1II组基因进行了逆境胁迫(低温、干旱、高盐)和水杨酸(SA)处理下的表达谱分析。结果表明n形豚l，基因在不同胁迫处理下表达水平存在明显差异。n朋隧】，76基因在0．1mMSA或25％PEG一6000胁迫后，表达量显著升高。关键词：杨树，WRKY，基因复制，系统进化，表达谱分析IIAbstractWRKYproteillsarea够

7、peofinducible仃anscriptionf-actorSinplants．Theyhavehi曲时conservedWRKYGQK瓤linoacidSequencesi11meirN-te珊瑚．Itiscon瓶。吣accepted缸斌WRKYprote缸specifically妣ra．ct、Ⅳitll也eW—box【(C／T)TGAC(T／C)】，whichisfoundinmepromoterregionofnumerousplanttaI．getgerles，t0accomInod

8、ate也eexpressionsofdownS仃e眦targetgenes．Tbdate，∥l足氏。】，geneshavebeenidentinedaIldcharacterizedinmodelpl趴tssuChasmabidopsisauldrice，buttheresearchof形隧l，genefa血lyinli舯eousspeciesisstillinitSin矗mcy．S1删ey锄dch舭terizationof脚genesi11aligneousspecieswouldfacili