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棉花CLE多肽家族的全基因組鑒定與生物信息學(xué)分析
關(guān)鍵詞：cle基因 多肽 棉花 生物信息學(xué)
摘要：【目的】CLE(CLAVATA3/Embryo surrounding region-related)多肽是一類小分子分泌蛋白,在植物生長發(fā)育過程中,對于維持分生組織細胞增殖與分化間的平衡起到重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控作用。CLE家族是迄今為止報道的最大的植物多肽分子家族,也是近十年來研究最為熱門的植物多肽激素。盡管CLE基因家族在擬南芥和水稻等模式植物中取得較多的研究進展,但在棉花中有關(guān)CLE多肽基因家族的研究尚屬空白。通過對CLE多肽家族的鑒定及演化研究,可以為進一步挖掘棉花中的功能多肽及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究提供一定的理論基礎(chǔ)。【方法】本文以亞洲棉(Gossypium arboreum L.)、雷蒙德氏棉(G. raimondii Ulbrich)、陸地棉(G. hirsutum L.)和海島棉(G. barbadense L.)為研究對象,利用生物信息學(xué)方法和已鑒定的擬南芥CLE基因序列,在棉花基因組中進行同源比對,并對4個棉種中的CLE家族成員進行全基因組鑒定和分析。【結(jié)果】共得到148個棉花CLE候選基因。陸地棉和海島棉中CLE基因數(shù)量都分別是亞洲棉和雷蒙德氏棉的2倍。聚類分析將所有CLE基因分為5個亞組。Ka/Ks分析表明大部分基因都經(jīng)歷了負選擇作用,有11對基因經(jīng)歷了顯著的正選擇作用。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),除海島棉中的GbCLE39、GbCLE13、GbCLE43,陸地棉中GhCLE34、GhCLE9以及亞組棉中的GaCLE4外,大部分CLE基因在棉花組織中的表達量較低,這與多肽在植物體內(nèi)含量較低相一致。CLE核心保守基序分析發(fā)現(xiàn)了12個棉花特有的多肽,其中有2個多肽來源于受到強烈正選擇作用的基因,因此在后續(xù)研究中可以對其進行進一步深入分析。【結(jié)論】本文利用生物信息學(xué)、比較基因組學(xué)等方法,首次對棉花的CLE基因家族進行了鑒定和分析,對于進一步挖掘棉花中的功能多肽及其信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。
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