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____________________玉米泛素结合酶基因家族的生物信息学及表达分析
作者: 陈曙  赵秋芳  陈宏良  贾利强*   
单位: (中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/农业农村部热带果树生物学重点实验室  广东湛江524091)  
关键词: 玉米  泛素结合酶(E2)  生物信息学  系统发育进化树  基因表达  
分类号:
出版年,卷(期):页码:2018 ,49 ( 8 ): 页码:1476-1483
摘要:

【目的】利用生物信息学分析玉米泛素结合酶(E2)基因家族的理化性质和功能,并研究低磷处理下泛素E2

基因在玉米幼苗不同组织部位的表达情况,为深入研究泛素E2基因响应低磷胁迫的分子机制提供理论参考。【方法】

以MEGA 6.0邻接法(NJ)构建拟南芥、水稻和玉米E2基因家族成员的系统发育进化树,利用生物信息学方法对75个

玉米E2基因进行序列分析及理化性质预测。对玉米幼苗进行低磷处理,分别在0、1、6和24 h时采集其根部和叶片

样品,并分别通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其E2亚家族XVIII成员基因即ZmUBC17、ZmUBC18、ZmUBC48、

ZmUBC57和ZmUBC58在玉米幼苗不同组织中的表达情况。【结果】拟南芥、水稻和玉米的E2基因可划分为18个亚家

族,各亚家族间基因功能和进化关系较相近,但含有的E2基因数量差异明显,以亚家族VI的成员最多,亚家族X、XII

和XV的成员数最少,均为3个,各亚家族中均分别含拟南芥、水稻和玉米E2基因各1个。玉米E2基因的编码区序列

(CDS)长度为402~2616 bp,编码133~871个氨基酸,外显子数目数量存在明显差异,以4~6个居多,最少为1个,最多为

12个。86.8%的玉米E2蛋白为不稳定蛋白。玉米E2亚家族XVIII成员中,ZmUBC18、ZmUBC48、ZmUBC57和

ZmUBC58蛋白UBC结构域序列具有高度相似性,但与ZmUBC17存在明显差异,且这4个基因在玉米根和叶中均有表

达,基因表达模式相似,整体上在低磷处理6 h时的表达量最高;低磷处理下ZmUBC17基因在根中不同时间点的表达

量变幅较小,但在叶0~24 h时的表达量呈逐渐升高的变化趋势,尤其是24 h时表达量达最高,表明ZmUBC17基因的响

应部位是叶片。【结论】玉米泛素E2蛋白可能参与调控对磷元素的吸收,尤其是ZmUBC17基因具有组织表达特异性,

在叶片中大量表达,推测ZmUBC17基因通过调控玉米对磷元素吸收和转运间接影响光合作用效率。

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