水稻SBP 基因家族生物信息学分析
拟南芥SBP基因家族生物信息学分析
拟南芥SBP基因家族生物信息学分析作者：姚远马勇来源：《安徽农业科学》2020年第15期摘要SBP基因家族是植物体中特异性存在的一类重要转录因子，主要功能是调控生物生长以及细胞分化。
此次研究采用生物信息学的方法，对拟南芥SBP蛋白序列进行系统进化分析，并为其构建了系统发育树。
由试验结果可以得出，拟南芥SBP基因家族共包括30个成员，分布在4条染色体上，其分布比较集中，分成三大亚族。
拟南芥SBP蛋白具有的生物功能是控制生物生长以及细胞分化，调节基因表达以及谷胱甘肽的分解代谢过程，在Cu2+跨膜转运中也有一定作用。
另外，有许多的蛋白序列还具有分子功能——调控转录因子活性。
该研究所得结果均为拟南芥SBP转录因子的进一步功能分析提出了重要研究依据。
关键词拟南芥;生物信息学;SBP基因家族;进化分析中图分类号Q943.2文献标识码A文章编号0517-6611（2020）15-0112-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.031开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Bioinformatics Analysis of SBP Gene Family in Arabidopsis thalianaYAO Yuan1，2， MA Yong3（1.Department of Neurology，Inner Mongolia People’s Hospital， Hohhot， Inner Mongolia 010017;2.School of Life Sciences， Inner Mongolia University， Hohhot， Inner Mongolia 010060;3.Department of Biological Science and Technology，Baotou Teacher’s College，Baotou， Inner Mongolia 014030）AbstractThe SBP gene family which existed in the specificity of the plant corpus is a kind of important transcriptional factor and its main function is to regulate and control biological growth and cell differentiation. In this study， bioinformatics methods were used to systematically analyze the sequence of A. thaliana;SBP protein and build the phylogenetic tree for the sequence of A. thaliana;SBP protein. The result of the experiment shows that the family includes 30 members，which is distributed on four chromosomes intensively and are divided into three subtribe. The biological function of A. thaliana;SBP protein is a process of not only controlling biological growth and differentiation of cells， but also regulating gene expression and glutathione catabolism and it also plays an important role in the copper ions transport membrane.In addition，a great number of protein sequences have molecular functionregulating and controlling the activity of transcription factors.The results of this study provide important research basis for further functional analysis of A. thaliana;SBP transcription factors.Key wordsArabidopsis thaliana;Bioinformatics;SBP gene family;Evolutionary analysis基金項目内蒙古自然科学基金项目（2017BS0315）;内蒙古人民医院自然科学基金项目（2019YN09，2019BS01）。
水稻基因组序列的生物信息学分析
水稻基因组序列的生物信息学分析水稻是全球最重要的粮食作物之一，为了更好地理解水稻的基因组和基因功能，水稻基因组序列的生物信息学分析在近年来成为了研究的热点。
同时，水稻的基因组序列数据也为水稻育种和改良提供了更广泛的基础。
水稻基因组序列数据源对于生物信息学分析而言，首先需要收集数据。
水稻基因组序列的数据可以来源于GenBank、Ensembl Plants、Gramene等数据库，这些数据库中收录的水稻基因组数据具有较高的准确性和可靠性。
基因组注释基因组注释是指将序列上的信息以可识别的形式进行描述和标注，其中包括基因定位、基因结构、启动子区域、编码序列和非编码序列等。
水稻基因组注释早已有较为完善的结果，并且此外，大量的转录组数据也为基因功能识别和分析提供了更多的信息。
目前，水稻是全球拥有最齐全和全面的基因组注释和基因功能信息的农作物之一。
基因家族分析基因家族是指具有相似序列和保守功能的基因集合。
水稻基因组中大量的基因家族的分析对于理解水稻基因功能及其演化，以及水稻与其他物种基因组之间的关系具有关键作用。
例如NBS-LRR家族被广泛研究并被归属于水稻抗病基因家族之一。
基因家族的分析可以为水稻品种改良提供指导，从而增加其抗病性和生产力。
微卫星和SNP分析微卫星和单核苷酸多态性（SNP）是常见的分子标记方式，它们被普遍用于物种分类、进化和基因定位。
其中，微卫星序列在水稻中比较常见，并作为生物的DNA指纹来应用。
同时，SNP可以对现代育种和种质资源管理提供帮助。
微卫星和SNP分析可以用于水稻种质资源的变异程度评估和亲缘关系分析。
差异表达基因分析差异表达基因（DEGs）是指在不同生物学状态下，在两个或多个组织或物种中表达量不同的基因。
对于水稻而言，如未受到逆境处理的基因表达模式与受到逆境处理后的差异表达模式将会不同。
由于DEGs分析有助于识别水稻中与逆境响应相关的基因，因此可作为提高水稻逆境抗力的重要依据。
水稻苯丙氨酸解氨酶的生物信息学分析
水稻基因组分析及其育种应用
水稻基因组分析及其育种应用水稻（Oryza sativa）是世界上最重要的粮食作物之一、而水稻基因组分析是指对水稻的基因组进行全面的解析和研究，以了解水稻的基因组组成、功能以及遗传特性等方面的信息。
水稻基因组分析的研究对于水稻的育种应用具有重要的意义和价值。
水稻基因组的分析首先需要进行水稻的基因组测序。
2002年，国际水稻基因组测序计划（IRGSP）成功完成了对水稻基因组的测序工作，揭示了水稻包括约3亿个碱基对（bp）的基因组序列。
测序结果表明，水稻基因组由大约4.3万个基因组成，其中约90%的基因存在于22条染色体上。
通过对水稻基因组的测序分析，可以揭示水稻基因组的大体结构和基本特性。
水稻基因组分析的一个重要应用是在基因定位和功能研究中。
通过在水稻基因组上定位特定基因，可以揭示基因在水稻生长发育和抗逆能力等方面的功能。
例如，通过分析水稻基因组可以找到控制水稻生育期的关键基因，从而揭示水稻生育期调控的分子机制。
同时，对水稻基因组的功能研究，还可以为水稻的抗病虫害、抗逆性和品质改良等方面提供参考和指导。
水稻基因组分析在分子辅助育种中也具有重要的应用价值。
通过对水稻基因组的分析，可以开展与育种密切相关的基因筛选与鉴定工作。
例如，通过对指定性状的基因组定位和分析，可以筛选出与该性状密切相关的候选基因，并对其进行遗传改良和功能验证。
这种分子辅助育种方式可以极大地提高育种效率和育种精度。
综上所述，水稻基因组分析及其育种应用对于水稻的遗传育种研究具有重要的意义和价值。
通过对水稻基因组的解析和分析，可以揭示水稻基因组的组成、功能和变异特性等方面的信息，为水稻的抗逆性、病虫害抗性、品质改良等方面提供理论基础和技术支持。
同时，水稻基因组分析还可以为水稻的基因改良和转基因育种提供依据和参考。
水稻基因组分析在水稻遗传育种领域具有广阔的应用前景和推广价值。
水稻互作蛋白家族的鉴定与分析
水稻互作蛋白家族的鉴定与分析水稻是我国重要的粮食作物之一，也是我们在世界舞台上的重要农业品牌。
为了提高水稻的产量和品质，科学家们对其基因组进行了深入研究，其中互作蛋白家族是一个备受关注的领域，本篇文章将对其进行分析和探讨。
一、什么是互作蛋白家族互作蛋白是一类功能多样的蛋白质，能够与其他的蛋白质或者分子相互作用，以共同完成一系列生物学过程。
它们在生物酶催化反应、信息传递、基因表达和细胞周期调控等各个方面发挥着重要的作用。
互作蛋白家族是指在同一个物种或者不同物种中具有同源性、相似性的互作蛋白序列，比如说，调节因子、酶、载体、设计因子和结构蛋白等。
研究发现，在植物中，互作蛋白家族是参与细胞内生命活动和生长发育的重要基因家族，包括G 蛋白/小G蛋白、蛋白激酶、蛋白酶、传递因子、RNA结合蛋白等等。
其中，水稻互作蛋白家族也是研究的重点之一。
二、水稻互作蛋白家族的鉴定水稻互作蛋白家族的鉴定主要依靠基因组学技术和生物信息学方法。
基因组学技术指的是通过高通量测序等技术对水稻基因组进行全面分析，以发现其中的互作蛋白家族。
而生物信息学方法则是通过比对和分析水稻基因组序列，找到具有同源性、相似性的互作蛋白序列，以筛选出互作蛋白家族成员。
通过这两种方法，科学家们已经鉴定出了许多水稻互作蛋白家族成员。
比如，水稻中的G蛋白/小G蛋白家族有60个成员；蛋白激酶家族共计1096个成员；蛋白酶家族151个成员；信号转导因子家族258个成员；RNA结合蛋白家族840个成员。
这些互作蛋白家族成员在水稻的生长发育、逆境应答、病虫害防治等方面起到了非常重要的作用。
三、水稻互作蛋白家族的功能分析在确定水稻互作蛋白家族成员的同时，科学家们也对其功能进行了深入的研究。
他们发现，这些互作蛋白家族成员在水稻的田间与实验室条件下分别具有不同的功能。
例如，水稻中的G蛋白/小G蛋白家族成员有不同的功能。
其中的Rac和Rop蛋白通过参与氧化爆发反应、融合调节小气孔和细胞生理过程等方面发挥了重要的作用。
水稻OsRIP_基因家族的全基因组鉴定及其表达分析
张琪，刘爽，胡艳娟，等.水稻OsRIP 基因家族的全基因组鉴定及其表达分析[J].沈阳农业大学学报，2023，54（4）：385-395.沈阳农业大学学报，2023，54(4)：385-395Journal ofShenyang Agricultural University http ：//DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2023.04.001收稿日期：2023-06-09基金项目：科技部国家重点研发计划项目(2017YFD0300107)；国家自然科学基金项目(32070642)第一作者：张琪（1994-），女，博士研究生，从事水稻分子生物学研究，E-mail ：******************* 通信作者：王晓雪（1963-），女，博士，教授，博士生导师，从事水稻分子生物学研究，E-mail ：***************.cn水稻OsRIP 基因家族的全基因组鉴定及其表达分析张琪，刘爽，胡艳娟，王晓雪（沈阳农业大学水稻研究所，沈阳110161）摘要：水稻(Oryza sativa )中RIP 基因家族编码典型的E3泛素连接酶，在生长发育、逆境响应过程中发挥重要作用。
利用水稻基因组数据，采用生物信息学方法鉴定了水稻中的RIP 基因家族成员，鉴定到6个RIP 家族基因，命名为OsRIP1~6，其编码区长度在906~1086bp 之间，分布在5条染色体上，内含子数量为2~3个。
水稻中RIP 基因被分为3个亚家族，每个亚家族的内含子数量、基因结构、motif 基本一致。
蛋白结构域分析结果表明，在水稻中，RIP 家族的所有成员均含有SINA 和RING 结构域。
共线性分析显示，水稻与玉米存在最多的共线对，与拟南芥不存在共线对。
对启动子顺式作用元件分析发现，RIP 基因启动子区有多个非生物胁迫响应元件、光响应元件及激素响应元件。
另外，还分析RIP 基因家族在不同组织器官、不同发育时期及昼夜节律的表达模式，结果表明在根、茎及花器官中表达水平较高；OsRIP6在播种后83d 表达水平最高，而其他成员在播种后48~69d 的表达处于较高水平；昼夜表达的分析结果显示，在光照后10h 该基因家族成员的表达水平较高。
水稻、拟南芥和杨树基因组HSF及bZIP转录因子超家族生物信息学研究
关键词：ＨＳＦ基因家族；ｂＺＩＰ基因家族；系统进化分析
Ｖ
上海人学硕士学位论文
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ｈｅａｔ ｓｈｏｃｋ ｆａｃｔｏｒｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｓｔｒｅｓｓ
ＨＳＦ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ
ａｒｅ
ｔｈｅ
ｍａｊｏｒ
ｒｅｓｐｏｎｓｅ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｇｅｎｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｖａｌｕａｂｌｅ
Ｍａｒｋｏｖ Ｍｏｄｅｌ，隐马可夫模型）预测二级结构的方法已经较为成熟，预测的准确
率也相当高。而对蛋白质的空间结构进行预测，难度就比二级结构预测大得多， 需要也更加迫切。在蛋白质结构数据库ＰＤＢ（Ｐｒｏｔｅｉｎ Ｄａｔａ Ｂａｎｋ，
ｒ７１
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｄｂ．ｏｒｇ／ｐｄｂ／）一中，到２００６年２月１６Ｈ，仅有３５１４４个蛋白质的空间结 构数据，这一数据与海量的蛋白质序列数据相比是不相称的。在空间结构预测方 面，运用同源模型方法可以完成蛋白质１０％～３０％的空间结构预测工作。预测 蛋白质结构以后就可以进一步预测、分析和研究蛋白质的生物学功能。 正因为生物信息学在研究基因功能方面，比单纯采用实验手段具有速度快、 成本低廉等优势，因此，将生物信息学和实验相结合来展开生物学研究成为一种
ａ
ｋｅｙ ｒｏｌｅ
ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｏｆ ｂＺＩＰ ｇｅｎｅ
ｆａｍｉｌｙ．Ｔｈｅｓｅ
ａ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｃｌｕｅｓ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙ ｏｆ
ｆａｍｉｌｙ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ｂＺＩＰ ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ．
ｇｅｎｅ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＳＦ
ｆｕｎｃｔｉ
ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
水稻osgprp家族基因结构与表达分析
摘要富含甘氨酸和脯氨酸的蛋白（glycine and proline-rich protein，GPRP）基因广泛分布于植物界中，且已被证实在植物的生长发育和逆境适应过程中扮演着非常重要的角色。
然而，目前仅在少数几种植物中对其基因结构特征、表达特性和功能预测等进行了初步报道，水稻中有关这类家族基因的研究鲜有报道。
本研究克隆了3个候选的水稻OsGPRP基因，结合生物信息学分析手段，对这3个OsGPRP基因的结构特征进行了分析；基于荧光定量PCR等方法对正常和逆境下OsGPRP家族基因在水稻不同组织部位的表达模式进行了分析；利用烟草叶片瞬时表达法对预测的OsGPRP蛋白进行了初步的亚细胞定位分析。
此外，还对OsGPRP1和OsGPRP3蛋白进行了原核表达分析；利用pCXUN质粒构建了OsGPRP1和OsGPRP2基因的过量表达载体，以农杆菌介导法转化水稻，获得了转基因T2代植株。
为进一步研究水稻OsGPRP家族基因的生物学功能奠定了基础。
主要研究结果如下：1. 水稻OsGPRP家族基因结构特征分析借助生物信息学分析手段，成功筛选并克隆了3个水稻OsGPRP家族基因；3个水稻OsGPRP基因含有2-3个外显子和1-2个内含子，编码170-197个氨基酸，蛋白大小为16.8-19.7kDa，等电点为7.53-9.82；启动子中含有多种逆境响应元件；蛋白序列结构特征分析表明，3个OsGPRP含有典型的植物GPRP蛋白保守结构域（N端XYPP重复序列、中部富含A的疏水区和C端HGK重复区），符合植物GPRP蛋白家族的结构特征。
系统进化树分析结果显示，OsGPRP1和OsGPRP3属于同一分枝，OsGPRP2属于另一分枝。
2. 正常和逆境下OsGPRP基因在水稻不同组织部位中的表达模式荧光定量PCR结果显示，正常情况下3个OsGPRP基因在水稻幼苗的根、茎、叶和抽穗期的幼穗中存在差异表达，均在叶中表达量最高；在低温、干旱和高盐逆境下，3个OsGPRP基因在水稻不同组织部位中的表达模式存在明显差异，OsGPRP2和OsGPRP3在根和茎中均显著上调表达，OsGPRP1和OsGPRP2在叶中下调表达；在干旱胁迫下，OsGPRP1基因在水稻根中显著上调表达；在盐胁迫下，OsGPRP3在叶中显著上调表达。
大豆SBP基因家族的序列特征、表达及进化分析
中大 豆 船 Ｐ 因数 目也是 最 多 ，这 充 分说 明 大豆 船 Ｐ基 因家族起 源与 进 化 的复 和 陛。研 究 为大 豆 Ｓ Ｐ基 因功 能研 究 基 Ｂ
提供 线索 关键 词 ： 大豆 ；结 构域 ；基 因 家族 ；进 化
【
】
中图分类号 ：￥ ６ ． ５ ５１
文献标 志码 ：Ａ
第 ４ 卷 第７ ３ 期
２ １年 ７ ０２ 月
东
北
农
业
大
学
学
报
４ 仃１ ２ －３ ３ ：６ ３
Ｊ ｕｎａ ｆＮｏｔｅ ｓ ｒｃ ｌｕ ａ ｖ ｒｉｙ ｏ ｒ ｌ ｒ ａｔＡｇｉｕｔｒｌ ｏ ｈ Ｕｎｉｅｓｔ
Ｊ ｌ ０１ ｕｙ２ ２
大豆 ．
基 因家 族 的序 列 特征 、表 达 及 进 化 分 析
通讯作者 ： 邓小莉 ，副教授 ， 研究方 向为植物分子生物学 。Ｅ ｍ ｉ ｘ ｅｇ０ ＠１６ ｃｍ — ａ ：ｌ ｎ２ ７ ２ ． ｏ ｌ ｄ 白剑宇， 白丽燕， 王登 元， 大豆根腐病病原菌 Ｐ Ｒ Ｒ Ｌ 鉴 等． Ｃ —ＦＰ
【参
考
文
献
】
定体系的建立［】 Ｊ 新疆农业大学学报， ００ ３ （ ： ５ — ５ ． ＿ ２ １ ，３２ １ １ １４ ） 郭永霞， 昕， 惠甫， 多菌灵与福美双不 同比例混剂拌种 袁 辛 等．
水稻14_3_3蛋白家族的生物信息学分析
遗传学报 A cta Genetica S inica ,J uly 2005,32(7):726～732ISSN 0379-4172收稿日期:2004-09-21;修回日期:2004-12-06基金项目:国家“863”计划(编号:2002AA234031)资助[Supported by t he Chinese National Programs for High Technology Research and Devel 2opment (No.2002AA234031)]作者简介:金谷雷(1982-),男,浙江温州人,硕士研究生,研究方向:生物信息学① 通讯作者。
E 2mail :Jzhu @Bi oi nf or matic Anal ys is of t he 142323Ge ne Fa mil y i n Ric eJ IN Gu 2Lei ,WAN G Xu 2Sheng ,ZHU J un ①(I nstit ution of bioinf ormatics ,Zhej i ang Universit y ,Hangz hou 310029,China )Abs t ra ct :Using two 2step H MM (hidden markov model )scan strategy ,eight 1423232like proteins were identified bysearching the Oryza sativa L.ssp.japonica protein database.From them four gene s were newly detected in this study.We con fined the gene s expressing in Nipponbare by EST search.Expression analysis also showed each gene expre ssed diversely within any individual ,this tends sugge sted specific function of particular gene.Alignment of amino acid se 2quences sugge sted that there could be isoform function of the specific re sidue s.The analyses of gene structure andchromosome location indicated that rice genome contains both εand no 2εforms of 142323proteins.In addition ,we ana 2lyzed the evolution of the rice 142323protein family.Ke y w or ds :rice ;142323protein ;gene family ;phylogenic analysis ;gene structure水稻142323蛋白家族的生物信息学分析金谷雷,汪旭升,朱 军①(浙江大学生物信息学研究所,杭州 310029)摘 要:通过隐马尔柯夫模型(Hidden Markov Model ,HMM ),对粳稻(Ory z a sativa L.ssp.j a ponica )基因组的蛋白质数据库进行搜索,结果获得8个142323蛋白的同源序列,其中发现4个新基因。
水稻分子育种中的生物信息学分析
水稻分子育种中的生物信息学分析水稻是人类重要的粮食作物之一，其育种工作一直是农业科学家们关注的重点。
而近年来，随着生物信息学技术的不断发展和普及，水稻分子育种中的生物信息学分析也得到了广泛应用。
一、基因组学分析水稻基因组已经被完整测序，包括了具有代表性的台湾中华稻与菜稻基因组。
通过基因组测序技术，可以获得水稻基因组的序列，从而识别、分析其中的基因和基因家族，比对不同的基因组菌株之间的差异性，鉴定水稻遗传多态性等等。
基因组学分析还可以帮助研究人员找到控制不同性状的主导基因。
通过分析不同品种间不同的DNA序列，可以确定特定基因或序列的在特定基因组区域中的一个位置，然后将其相关信息与单个或多个剖析的性状相关联，以揭示其功能并了解产生不同特征的分子机制。
例如，分析水稻中有关稻米品质的QTLs（Quantitative Trait Loci）的分布，可以找到控制稻米外观、营养和口感质量的基因。
基因组学分析也可以揭示潜在的基因型功能，如转录组、代谢组和蛋白质组。
二、转录组学分析与基因组学不同的是，转录组学注重的是读出RNA的序列。
通过分析RNA的差异表达，可以了解水稻对各种环境变化的响应，例如高温、干旱、病虫害等。
此外，转录组学还可以识别转录因子和表达的基因等。
不仅如此，转录组学还有助于阐明不同器官或组织间的基因表达差异，及其调控机理，为基于转录因子的遗传改良提供了一些线索。
三、表观遗传学分析表观遗传学是研究基因及其功能、调控机理、与环境因素的相互作用、进而塑造形态和行为及其遗传基础的一门科学。
它通过与对比基因组学、转录组学等相关理论结合来发掘和解析表观组，为生命科学的进一步探索提供了一个新的视角。
水稻的表观遗传学研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA、基因组学不稳定性等方面。
与传统育种方法相比，这种方法的优势在于，表观遗传学不仅可以分析单个基因和一些突变，还可以揭示细胞内多种表观改变之间的相互作用，进而解释基因调控和表达的多维性。
水稻蛋白质相互作用网络的生物信息学分析的开题报告
水稻蛋白质相互作用网络的生物信息学分析的开题报告题目：水稻蛋白质相互作用网络的生物信息学分析一、研究背景及意义水稻是世界上最重要的粮食作物之一，对保障人类粮食安全具有重要意义。
水稻种植过程中，蛋白质相互作用是维持其正常生长发育和抗病等重要性状的关键过程。
因此，研究水稻蛋白质相互作用网络的结构和功能，对于深入了解水稻生长发育及其适应环境的机制，具有重要意义。
二、研究内容和方法1. 研究内容基于现有的水稻基因组信息，构建水稻蛋白质相互作用网络，并深入分析其结构和功能特征。
具体包括以下内容：(1) 基于已有的水稻蛋白质互作数据构建水稻蛋白质相互作用网络；(2) 对水稻蛋白质相互作用网络进行拓扑分析，计算网络的中心性指标；(3) 利用模块化分析方法，将网络分成若干个功能模块，并分析其生物学意义；(4) 结合GO和KEGG等生物信息学数据库对网络中的关键基因及功能模块进行注释和分析。
2. 研究方法(1) 数据采集：收集和整理现有的水稻蛋白质互作数据和基因组信息；(2) 网络构建：基于已有的蛋白质互作数据构建水稻蛋白质相互作用网络；(3) 网络拓扑分析：计算网络的中心性指标，如度中心性、介数中心性、接近中心性等；(4) 模块化分析：利用MCL算法对网络进行模块化分析，并确定功能模块；(5) 功能注释：利用GO和KEGG等数据库对关键基因及功能模块进行生物学注释和分析。
三、研究预期结果通过构建水稻蛋白质相互作用网络和对其进行生物学分析，可以得到以下预期结果：(1) 揭示水稻蛋白质相互作用网络的整体结构和特征，为了解水稻生长和适应机制提供基础数据；(2) 确定关键基因和功能模块，为从分子水平深入了解水稻生长和适应机制提供依据；(3) 提供水稻蛋白质相互作用网络的可视化图谱，为进一步研究提供参考。
四、研究进度安排初步研究计划如下：第一年：(1) 收集、整理水稻基因组及蛋白质互作数据，编写网络构建程序；(2) 基于现有的蛋白质互作数据构建水稻蛋白质相互作用网络，对网络进行拓扑分析和基本特征分析；(3) 运用模块化分析方法，将网络分成若干功能模块。
谷子SBP转录因子家族基因的表达分析
谷子SB P 转录因子家族基因的表达分析杜晓芬,韩康妮,李禹欣,王智兰,连世超,王军(山西农业大学谷子研究所,杂粮种质创新与分子育种山西省重点实验室,杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室,山西长治046011)摘要:SB P (Squam os a pr om ot erbi ndi ng pr ot ei n )是植物中一类特有的转录因子,在调控株型建成、开花、产量、激素信号转导、逆境响应等方面发挥重要作用。
为探究谷子SBP 家族基因的表达模式,利用生物信息学和荧光实时定量PCR ,对19个Si SBPs 在不同组织器官中的表达模式进行了分析,并对其启动子顺式作用元件进行预测,进一步分析了7个Si SBPs 对3种植物激素和3种逆境胁迫的响应规律;同时,利用ps R N A Tar getser ver 对m i R 156和m i R 529的靶基因结合位点进行了预测。
结果表明,Si SBP17总体表达水平低于其他基因,Si SBP19表现为组成型表达,其余Si SBPs 表现出明显的组织表达特异性;7个Si SBPs 对生长素、赤霉素、茉莉酸甲酯等外源植物激素和A BA 、冷、干旱等胁迫处理均有响应,不同基因在不同激素和逆境胁迫下的响应规律存在差异;另外,研究预测到13个Si SB Ps 存在m i R 156和m i R 529结合位点。
关键词:谷子;SB P 转录因子;表达分析;生物信息学分析;荧光实时定量分析中图分类号:S515文献标识码:A文章编号:1002-2481(2021)12-1474-09E xpressi on A nal ysi s of SB P T rans cri pt i on Fact or Fam i l y G enes i n Foxt ai lM i l l etD U X i aof en ,H A N K angni ,LIY uxi n ,W A N G Zhi l an ,LI A N Shi chao ,W A N G J un(I nsti t ut e ofM i l l et ,ShanxiA gr i cul t ur alU ni ver si t y ,ShanxiK ey Labor at or y ofM i norCr op G er m pl as m I nnovat i on and M ol ecul ar B r eedi ng ,ShanxiK ey Labor at or y ofG enet i c R es our ces and Br eedi ng i n M i norC r ops ,Changzhi046011,C hi na )A bstract :Squam osa pr om ot er bi ndi ng pr ot ei n (SBP )f am i l y genes,encodi ng pl ant -s peci f i c t r ans cr i pt i on f act or s ,pl ay i m por t ant r ol es i n r egul at i ng pl ant -t ype,f l ow er i ng,yi el d,hor m one s i gnal t r ansduct i on and st r es s r espons e.To i nves t i gat e t he expr es si on of SB P f am i l y genes i n f oxt ai l m i l l et ,t he expr ess i on pat t er ns of 19Si SB Ps wer e anal yz ed vi a bi oi nf or m at i cs m et hod and r eal t i m e PCR.ci s -r egul at or y el em ent s w er e pr edi ct ed,and t he r es pons es of7Si SBPs under I A A ,G A ,M eJ A ,A BA ,col d and dr oughtt r eat m ent s wer e f ur t her det ect ed,r es pect i vel y.M eanwhi l e,m i R 156and m i R 529bi ndi ng s i t es w er e pr edi ct ed by ps R N A Tar gets er ve.The r es ul t s show ed t hat t he expr ess i on l evel s of Si SBP17w er e l ow er i n al l t i ss ues,Si SBP19w er e cons t i t ut i ve,and ot her Si SBPs wer e t i s s ue s peci f i c.Fur t her m or e,7Si SB Ps w er e i dent i f i ed as havi ng di f f er ent i al t r ans cr i pt i onal r es pons es dur i ng pl ant hor m ones and abi ot i c s t r es ses .I n addi t i on,m i R 156and m i R 529bi ndi ng si t es wer e pr edi ct ed i n 13Si SBPs .K ey w ords :f oxt ai lm i l l et ;SBP t r ans cr i pt i on f act or s;expr ess i on anal ys i s ;bi oi nf or m at i cs anal ysi s ;r eal -t i m e PCR anal ys i s收稿日期:2021-10-13基金项目:山西省农业科学院科技创新项目(Y CX 2019T05);国家青年基金项目(32001609);山西省自然基金面上项目(201901D 1114545);山西省青年基金面上项目(201901D 211556);山西省农业科学院杂粮分子育种平台专项(Y G C2019FZ3)作者简介:杜晓芬(1986-),女,山西高平人,助理研究员,主要从事谷子基因组学及新品种选育研究工作。
水稻高产耐旱机理研究
水稻高产耐旱机理研究水稻是我国主要的粮食作物之一，也是全球重要的粮食作物之一。
目前，全球粮食安全形势十分严峻，特别是面临着气候变化、自然灾害等多种不利因素的挑战。
因此，如何提高水稻产量、提高水稻的抗旱能力，成为当前亟需解决的问题。
水稻是水生作物，对水分的需求非常高。
在干旱的情况下，水稻的生长和发育将受到很大的影响，从而影响产量。
因此，专家们一直在研究如何提高水稻的抗旱能力。
在水稻高产耐旱研究中，最具有前景的研究方向之一是耐旱基因的研究。
耐旱基因是指能够增强水稻抗旱能力的基因。
耐旱基因的研究具有十分重要的意义，可以为水稻抗旱育种提供重要的理论基础和技术支持。
在耐旱基因的研究中，研究人员主要通过基因克隆、表达分析、生物信息学分析等多种手段，挖掘那些与水稻抗旱相关的基因，并深入研究这些基因的作用机理。
例如，研究人员研究发现，水稻叶绿体蛋白OsPsbP的表达可以提高水稻的耐旱能力。
研究发现，OsPsbP的表达可以促进光合作用的进行，从而提高水稻的生长速度和抗旱能力。
除了基因的研究外，研究人员还在探索其他减轻干旱对水稻影响的方法。
例如，在种植水稻时，可以采用保湿措施，如覆盖塑料薄膜、撒上稻草等，以减少土壤水分的蒸发，从而减轻干旱的影响。
此外，研究人员还通过优良品种选育、改良土壤、优化灌溉等多种途径，提高水稻的产量和抗旱能力。
值得一提的是，基于遗传法则的杂交育种也是提高水稻产量和抗旱能力的一种有效手段。
杂交育种通过选取具有优良特性的亲本，进行配对杂交，产生优秀的后代，从而提高水稻的产量和抗旱能力。
目前，国内外多家企业和科研机构正在开展杂交育种研究。
总之，水稻高产耐旱机理研究是提高水稻产量和抗旱能力的关键之一。
通过深入研究耐旱基因、优化种植条件和选育优良品种等多种途径，可以为水稻抗旱育种提供有力的支持。
未来，我们可以期待更多科技的突破，为解决全球粮食安全问题做出更大的贡献。
高粱SBP_基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析
㊀山东农业科学㊀２０２４ꎬ５６(３):１~１０ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ㊀ＤＯＩ:１０.１４０８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４９４２.２０２４.０３.００１收稿日期:２０２４－０１－１２基金项目:贵州省科技计划项目(黔科合基础－ＺＫ ２０２３ 一般１６９)ꎻ贵州省基层农技推广项目(仁怀基地示范 ２３０１ ０１号)ꎻ贵州省科技成果应用及产业计划项目(黔科中引地 ２０２２ ４０４５)作者简介:姜昱雯(１９９６ )ꎬ女ꎬ贵州遵义人ꎬ硕士ꎬ研究实习员ꎬ主要从事分子植物育种研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:４５０１４１７０４＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:邵明波(１９７０ )ꎬ男ꎬ贵州石阡人ꎬ研究员ꎬ从事高粱育种等工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:５６３１８９４３３＠ｑｑ.ｃｏｍ高粱ＳＢＰ基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析姜昱雯１ꎬ陈满静１ꎬ赵应２ꎬ任艳１ꎬ周棱波１ꎬ沈佳奇１ꎬ邵明波１(１.贵州省旱粮研究所ꎬ贵州贵阳㊀５５０００６ꎻ２.仁怀市农业农村局ꎬ贵州仁怀㊀５６４５００)㊀㊀摘要:在高等植物中ꎬＳＱＵＡＭＯＳＡＰｒｏｍｏｔｅｒＢｉｎｄｉｎｇＰｒｏｔｅｉｎ－Ｂｏｘ(ＳＢＰ)普遍参与植物的生长㊁开花调控及细胞程序性死亡等过程ꎮ本研究对高粱(ＳｏｒｇｈｕｍｂｉｃｏｌｏｒＬ.)ＳＢＰ转录因子家族进行鉴定并进行生物信息学分析ꎬ同时利用ｑＲＴ－ＰＣＲ对高粱ＳＢＰ基因在ＰＥＧ－６０００模拟干旱胁迫下的表达进行分析ꎬ以验证其功能ꎮ结果表明ꎬ从高粱中共鉴定出１９个ＳＢＰ成员ꎬ除第８条染色体外ꎬ其他９条染色体上均分布有ＳＢＰ基因ꎻ绝大部分ＳＢＰ蛋白在亚细胞水平定位于细胞核ꎬ且均为亲水性蛋白质ꎮ系统发育分析结果表明ꎬ与水稻类似ꎬ这１９个高粱ＳＢＰ基因也可分为３个亚类ꎬ分别含有７㊁５㊁７个ＳＢＰ基因ꎻ相比于拟南芥ꎬ高粱ＳＢＰ与水稻㊁玉米的ＳＢＰ关系更近ꎮ启动子顺式作用元件预测结果显示ꎬ高粱ＳＢＰ可能参与了脱落酸㊁茉莉酸甲酯信号通路ꎬ部分成员可能与植物的低温响应㊁昼夜节律调控有关ꎮｑＲＴ－ＰＣＲ分析结果显示ꎬ高粱ＳＢＰ基因的表达具有组织特异性ꎬ有１７个基因受干旱胁迫诱导上调表达ꎬ且随胁迫时间的延长存在差异化表达模式ꎮ本研究结果可为后续研究高粱ＳＢＰ基因的功能提供理论依据ꎮ关键词:高粱ꎻＳＢＰ基因家族ꎻ生物信息学分析ꎻ基因表达ꎻ干旱胁迫中图分类号:Ｓ５１４:Ｑ７８㊀㊀文献标识号:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－４９４２(２０２４)０３－０００１－１０ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｏｒｇｈｕｍＳＢＰＧｅｎｅＦａｍｉｌｙａｎｄＴｈｅｉｒＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎＰａｔｔｅｒｎｓｕｎｄｅｒＤｒｏｕｇｈｔＳｔｒｅｓｓＪｉａｎｇＹｕｗｅｎ１ꎬＣｈｅｎＭａｎｊｉｎｇ１ꎬＺｈａｏＹｉｎｇ２ꎬＲｅｎＹａｎ１ꎬＺｈｏｕＬｅｎｇｂｏ１ꎬＳｈｅｎＪｉａｑｉ１ꎬＳｈａｏＭｉｎｇｂｏ１(１.ＧｕｉｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＵｐｌａｎｄＣｒｏｐｓꎬＧｕｉｙａｎｇ５５０００６ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＲｅｎｈｕａｉＢｕｒｅａｕｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＲｕｒａｌＡｆｆａｉｒｓꎬＲｅｎｈｕａｉ５６４５００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀ＩｎｔｈｅｈｉｇｈｅｒｐｌａｎｔｓꎬＳＱＵＡＭＯＳＡｐｒｏｍｏｔｅｒｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ￣ｂｏｘ(ＳＢＰ)ｉｓｗｉｄｅｌｙｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈꎬｆｌｏｗｅｒｉｎｇｒｅｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｃｅｌｌｄｅａｔｈ.ＩｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙꎬｔｈｅｓｏｒｇｈｕｍＳＢＰｇｅｎｅｓｗｅｒｅｉ￣ｄｅｎｔｉｆｉｅｄꎬａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｉｒｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｉｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｕｎｄｅｒＰＥＧ￣６０００ｓｉｍｕｌａ￣ｔｅｄｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇｑＲＴ￣ＰＣＲ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ１９ｍｅｍｂｅｒｓｏｆｓｏｒｇｈｕｍＳＢＰｆａｍｉｌｙｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ.Ｅｘｃｅｐｔｔｈｅ８ｔｈｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅꎬｔｈｅＳＢＰｇｅｎｅｓｗｅｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｎａｌｌｔｈｅｏｔｈｅｒ９ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓ.ＴｈｅＳＢＰｐｒｏｔｅｉｎｓｗｅｒｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｐｒｏｔｅｉｎｓꎬａｎｄｍｏｓｔｏｆｔｈｅｍｗｅｒｅｌｏｃａｔｅｄｉｎｎｕｃｌｅｕｓａｔｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｌｅｖｅｌ.ＳｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｏｓｅｏｆＯｒｙｚａｓａｔｉｖａꎬｔｈｅｓｏｒｇｈｕｍＳＢＰｍｅｍｂｅｒｓａｌｓｏｃｏｕｌｄｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｈｒｅｅｇｒｏｕｐｓｔｈｒｏｕｇｈｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓꎬｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ７ꎬ５ａｎｄ７ｍｅｍｂｅｒｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙꎻｓｏｒｇｈｕｍＳＢＰｓｈａｄｃｌｏｓｅｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆＯｒｙｚａｓａｔｉｖａａｎｄＺｅａｍａｙｓ.Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｓｏｒｇｈｕｍＳＢＰｓｍｉｇｈｔｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｉｎａｂｓｃｉｓｉｃａｃｉｄａｎｄｍｅｔｈｙｌｊａｓｍｏｎａｔｅｓｉｇｎａｌｉｎｇｐａｔｈｗａｙｓꎬａｎｄｓｏｍｅｍｅｍｂｅｒｓｍｉｇｈｔｂｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｐｌａｎｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｃｉｒｃａｄｉａｎｒｈｙｔｈｍｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ.ｑＲＴ￣ＰＣＲａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｓｏｒｇｈｕｍＳＢＰｇｅｎｅｓｗｅｒｅｔｉｓｓｕｅ￣ｓｐｅｃｉｆｉｃꎬａｎｄ１７ｇｅｎｅｓｗｅｒｅｉｎｄｕｃｅｄｔｏｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｅｘ￣ｐｒｅｓｓｉｏｎｕｎｄｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｄｄｒｏｕｇｈｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｓｈｏｗｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｏｆｓｔｒｅｓｓｔｉｍｅ.ＴｈｅｓｅｒｅｓｕｌｔｓｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｅｓｆｏｒｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＳＢＰｇｅｎｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＳｏｒｇｈｕｍｂｉｃｏｌｏｒＬ.ꎻＳＢＰｇｅｎｅｆａｍｉｌｙꎻＢｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓꎻＧｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎꎻＤｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓ㊀㊀转录因子是生物体中分子调控网络的重要组成部分ꎬ控制着植物生长发育㊁胁迫响应等一系列生物学过程ꎬ不同的转录因子家族结合的下游基因启动子基序存在显著差别[１－２]ꎮＳＱＵＡＭＯＳＡＰｒｏｍｏｔｅｒＢｉｎｄｉｎｇＰｒｏｔｅｉｎ－Ｂｏｘ(ＳＢＰ)是一类植物特异性的转录因子家族ꎬ因其成员含有高度保守的ＤＮＡ结合结构域ＳＢＰ而得名[３]ꎮＳＢＰ保守结构域由约７６个氨基酸残基组成ꎬ参与下游基因启动子ＤＮＡ的ＧＴＡＣ核心基序结合及细胞核定位ꎬ并有两个典型的锌指结构[４]ꎮＳＢＰ家族成员于１９９６年首次在金鱼草(Ａｎｔｉｒｒｈｉｎｕｍｍａｊｕｓ)中鉴定获得ꎬ即ＡｍＳＢＰ１与ＡｍＳＢＰ２ꎬ且研究发现这两个ＳＢＰ成员可以直接结合到花分生相关基因ＳＱＵＡ￣ＭＯＳＡ的启动子上调控基因表达[３]ꎮ其后在多个物种中鉴定到ＳＢＰ家族成员ꎬ如蓝莓(Ｖａｃｃｉｎｉｕｍｓｐｐ.)㊁甜根子草(ＳａｃｃｈａｒｕｍｓｐｏｎｔａｎｅｕｍＬ.)㊁黑胡椒(ＰｉｐｅｒｎｉｇｒｕｍＬ.)㊁拟南芥(Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉ￣ａｎａ)及水稻(Ｏｒｙｚａｓａｔｉｖａ)等ꎬ其功能涉及到植物信号转导㊁防御响应㊁花和果实发育及相变过程等[４－８]ꎮ如在模式植物拟南芥中共鉴定到１６个ＳＢＰ家族成员ꎬ其中ꎬＳＰＬ３㊁ＳＰＬ４和ＳＰＬ５是开花调控基因ＬＥＡＦＹ㊁ＦＲＵＩＴＦＵＬ和ＡＰＥＴＡＬＡ１的上游调控子ꎬ三者功能冗余ꎬ共同调控拟南芥的花发育过程[９]ꎻＳＰＬ９和ＳＰＬ１５是植物间隔期和分枝的调控子[１０]ꎮ在黑胡椒中共鉴定到３４个ＳＢＰ成员ꎬ其中１７个成员上发现有ＭｉＲ１５６的结合位点[７]ꎮ水稻中共鉴定到１９个ＳＢＰ成员ꎬ其中ＳＰＬ１４控制着水稻分蘖ꎬＳＰＬ１６可以调控水稻籽粒性状和质量[５ꎬ１１－１２]ꎮ高粱(ＳｏｒｇｈｕｍｂｉｃｏｌｏｒＬ.)是禾本科高粱属一年生草本植物ꎬ是世界第五大禾谷类作物ꎬ同时也是极为重要的旱粮作物[１３]ꎬ被广泛应用于酿酒㊁食用㊁饲料㊁制糖及淀粉制造等方面ꎬ具有很高的应用价值[１４]ꎮ２００９年高粱全基因组测序完成[１５]ꎬ推动了其生长发育调控关键基因家族鉴定工作的开展[１６－２０]ꎮ另外ꎬ全球气候的极端变化也使得生物基因家族的鉴定及功能研究变得尤为重要ꎮ高粱具有较强的抗旱性ꎬ挖掘其抗旱基因对加快其抗旱育种进程㊁提高产量具有重要意义[２１]ꎮ本研究对高粱ＳＢＰ基因家族进行鉴定ꎬ并基于基本理化性质分析㊁系统发育分析㊁蛋白一级结构及启动子基序预测等对其进行生物信息学分析ꎬ同时利用ｑＲＴ－ＰＣＲ分析其在高粱不同组织中及在干旱胁迫不同时间下的表达模式ꎬ以期为后续深入研究ＳＢＰ转录因子家族在高粱生长发育过程中的功能并筛选出优良基因奠定基础ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀样品处理受试高粱种子购自红缨子农业科技发展有限公司ꎮ２０２３年１０月将种子播于营养丰富的土壤基质中进行光照恒温培养ꎬ温度为２３ħꎮ待幼苗长出４~５片叶时进行干旱胁迫处理ꎬ即将幼苗根部直接浸在１０％的ＰＥＧ－６０００溶液中ꎬ分别于处理０㊁４㊁１２㊁１８㊁２４㊁３６ｈ采集样品ꎬ并置于液氮中速冻后保存于－８０ħ冰箱ꎮ１.２㊀数据来源拟南芥的ＳＢＰ基因下载于ＴＡＩＲ(ｈｔｔｐｓ://ｗｗｗ.ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ.ｏｒｇ/)ꎬ水稻和高粱的ＳＢＰ家族成员从ＰｌａｎｔＴＦＤＢ(ｈｔｔｐ://ｐｌａｎｔｔｆｄｂ.ｃｂｉ.ｐｋｕ.ｅｄｕ.ｃｎ/)网站获得ꎮ高粱基因组㊁ｍＲＮＡ㊁蛋白组及相应的ＧＦＦ文件来自于Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ(ｈｔｔｐ://ｐｈｙｔｏ￣ｚｏｍｅ.ｊｇｉ.ｄｏｅ.ｇｏｖ/ｐｚ/ｐｏｒｔａｌ.ｈｔｍｌ)数据库ꎮ１.３㊀试验方法１.３.１㊀高粱ＳＢＰ家族成员鉴定㊀通过ＮＣＢＩ(ｈｔ￣２山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀ｔｐｓ://ｗｗｗ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ.ｇｏｖ/)的Ｂｌａｓｔ功能ꎬ利用拟南芥１６个ＳＢＰ成员的氨基酸序列在高粱蛋白组中进行序列预测(Ｅｖａｌｕｅɤ１０－５)ꎬ获得ＳＢＰ候选蛋白序列ꎬ再通过ＮＣＢＩ的保守结构域分析功能及ｐｆａｍ(ｈｔｔｐ://ｐｆａｍ.ｘｆａｍ.ｏｒｇ/)网站检测序列中是否存在ＳＢＰ结构域ꎮ通过ＴＢｔｏｏｌｓ软件提取高粱ＳＢＰ成员的ＣＤＳ㊁启动子序列ꎬ方便后续分析ꎮ１.３.２㊀ＳＢＰ家族系统发育分析㊀获得拟南芥㊁水稻㊁玉米及高粱的ＳＢＰ氨基酸序列后ꎬ利用ＭＥＧＡ软件使用邻接法(Ｎｅｉｇｈｂｏｒ－Ｊｏｉｎｉｎｇ)构建系统发育树ꎬＢｏｏｔｓｔｒａｐ设置为１０００ꎬ构建好的系统发育树使用Ｆｉｇｔｒｅｅ软件进行优化ꎮ另用高粱的１９个ＳＢＰ家族成员构建系统发育树ꎬＢｏｏｔｓｔｒａｐ设置为１０００ꎮ１.３.３㊀高粱ＳＢＰ基因染色体定位㊀使用ＴＢｔｏｏｌｓ工具箱中的ＧｅｎｅＬｏｃａｔｉｏｎＶｉｓｕａｌｉｚｅｆｒｏｍＧＦＴ/ＧＦＦ工具ꎬ按照操作指示ꎬ分别导入高粱基因组的ＧＦＦ文件和ＳＢＰ基因的ＩＤ信息ꎬ获得染色体定位图片ꎬ并用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ软件进行美化调整ꎮ１.３.４㊀高粱ＳＢＰ成员的理化性质分析㊀在Ｐｒｏｔ￣Ｐａｒａｍ(ｈｔｔｐ://ｕｓ.ｅｘｐａｓｙ.ｏｒｇ/ｔｏｏｌｓ/ｐｒｏｔｐａｒａｍ.ｈｔｍｌ)网站上对高粱ＳＢＰ成员的氨基酸序列长度㊁等电点㊁带负电荷残基数㊁带正电荷残基数㊁不稳定指数㊁脂肪族氨基酸指数和平均疏水性进行预测ꎬ并利用ＰＳＯＲＴ(ｈｔｔｐ://ｐｓｏｒｔ.ｈｇｃ.ｊｐ/)对其进行亚细胞定位预测ꎮ１.３.５㊀高粱ＳＢＰ基因启动子顺式作用元件分析㊀利用ＴＢｔｏｏｌｓ提取ＳＢＰ基因的２０００ｂｐ启动子序列ꎬ然后以ｆａｓｔａ格式导入Ｐｌａｎｔｃａｒｅ(ｈｔｔｐ://ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ.ｐｓｂ.ｕｇｅｎｔ.ｂｅ/ｗｅｂｔｏｏｌｓ/ｐｌａｎｔｃａｒｅ/ｈｔ￣ｍｌ/)网站分析潜在的顺式作用元件ꎬ并统计各基序在ＳＢＰ启动子上的分布ꎮ１.３.６㊀ＳＢＰ基因家族共线性分析㊀利用ＴＢｔｏｏｌｓ软件分析高粱与拟南芥ＳＢＰ基因在染色体上的分布和共线性关系并作图ꎬ使用ＡｄｏｂｅＩｌｌｕｓｔｒａｔｏｒＣＳ５软件对图片进行优化ꎮ１.３.７㊀总ＲＮＡ的提取和实时荧光定量ＰＣＲ(ｑＲＴ－ＰＣＲ)分析㊀用ＴＩＡＮＧＥＮＲＮＡＥａｓｙＦａｓｔ植物组织ＲＮＡ快速提取试剂盒提取总ＲＮＡꎬ用ＴＩＡＮ￣ＧＥＮＦａｓｔＫｉｎｇｃＤＮＡ第一链合成试剂盒反转录为ｃＤＮＡꎬ－２０ħ保存备用ꎮ用Ｐｒｅｍｉｅｒ５.０设计ｑＲＴ－ＰＣＲ引物(表１)ꎬ以ＳｂＡＣＴＩＮ为内参基因ꎮＰＣＲ反应体系１０μＬ:２ˑＳＹＢＲＧｒｅｅｎ５μＬꎬ上㊁下游引物各０.２μＬꎬｃＤＮＡ０.５μＬꎬｄｄＨ２Ｏ４.１μＬꎮｑＲＴ－ＰＣＲ程序:９５ħ３０ｓꎻ９５ħ５ｓꎬ５８ħ２５ｓꎬ７２ħ１８ｓꎬ循环４０次ꎻ９５ħ５ｓꎬ６５ħ１ｍｉｎꎮ用２－ΔΔＣｔ法进行基因表达量计算[２２]ꎮ表１㊀ｑＲＴ－ＰＣＲ引物基因上游引物(５ᶄ－３ᶄ)下游引物(５ᶄ－３ᶄ)ＳｂＳＢＰ１ＴＴＧＡＴＡＡＡＧＴＴＧＧＣＴＡＡＡＧＡＣＧＣＡＧＴＧＧＧＧＡＧＡＴＧＡＴＡＧＡＴＧＧＧＳｂＳＢＰ２ＧＣＣＴＡＴＧＴＴＣＣＡＧＴＴＧＴＡＡＧＡＣＧＧＴＧＣＴＧＣＡＡＧＡＴＴＣＧＡＴＧＴＧＳｂＳＢＰ３ＧＣＧＴＴＧＣＧＧＡＧＧＴＧＧＴＡＴＡＣＧＴＣＡＡＡＡＴＧＧＡＣＴＣＧＧＧＡＴＣＳｂＳＢＰ４ＡＡＧＧＧＣＴＧＡＴＴＴＡＴＣＣＧＴＴＣＧＣＣＡＣＴＡＴＧＴＴＴＧＧＴＴＴＴＧＴＴＴＧＧＳｂＳＢＰ５ＡＡＴＧＣＴＧＴＣＧＣＡＧＣＴＣＣＴＴＣＡＡＣＣＡＡＡＴＣＣＴＣＣＧＣＣＴＡＳｂＳＢＰ６ＣＡＡＡＧＡＣＡＣＣＣＣＧＣＴＡＣＣＣＧＣＡＡＣＣＴＴＴＣＣＡＴＣＣＣＴＧＡＣＳｂＳＢＰ７ＴＣＡＡＡＡＧＣＧＡＧＧＧＡＧＡＣＧＡＡＡＴＡＡＡＣＡＧＡＣＡＡＧＴＧＧＧＧＡＧＧＳｂＳＢＰ８ＣＧＴＡＡＴＣＧＧＴＴＡＴＧＧＴＴＡＡＧＡＣＡＧＣＣＡＧＣＡＡＡＧＴＣＣＧＴＴＧＴＧＳｂＳＢＰ９ＡＴＡＡＡＣＣＧＧＡＴＡＡＡＡＧＧＡＡＧＣＡＧＧＡＡＣＴＴＧＧＡＡＡＣＣＣＧＡＴＧＡＳｂＳＢＰ１０ＴＣＧＧＣＴＧＡＴＡＣＣＡＴＴＧＡＡＡＧＡＣＡＡＣＧＡＣＧＧＴＣＧＡＡＡＣＣＴＴＡＣＳｂＳＢＰ１２ＣＴＧＧＡＡＧＡＡＡＣＣＡＡＴＣＣＴＣＡＡＣＧＣＡＧＣＡＡＡＧＡＡＣＡＴＣＡＴＣＡＡＴＣＳｂＳＢＰ１３ＴＣＴＧＣＡＴＴＧＴＧＡＧＴＧＣＣＴＴＴＡＧＣＡＡＣＣＡＴＴＡＴＧＡＣＴＴＣＧＴＴＴＧＧＳｂＳＢＰ１４ＧＣＣＡＡＡＧＡＡＡＡＧＣＡＡＡＧＣＡＣＡＡＣＡＣＣＡＧＣＡＴＧＧＡＡＣＣＣＴＳｂＳＢＰ１５ＧＧＣＧＧＣＡＡＡＡＴＧＡＧＡＣＴＧＧＧＣＡＴＧＧＡＣＡＡＴＡＧＧＣＴＧＧＡＡＣＴＳｂＳＢＰ１７ＣＡＧＧＡＧＣＧＴＧＧＴＡＣＴＴＧＡＴＧＣＧＧＴＴＧＣＧＧＴＴＧＴＧＧＴＧＧＡＴＳｂＳＢＰ１８ＴＣＧＡＣＴＡＣＴＣＣＧＴＣＣＣＡＡＡＣＡＡＧＣＣＧＴＧＣＴＣＧＴＡＴＣＣＴＧＳｂＳＢＰ１９ＣＴＧＴＣＣＧＡＴＡＣＴＣＴＧＡＧＣＧＡＴＴＴＣＣＡＣＣＣＣＧＴＧＡＣＡＡＣＣＡＡＡＳｂＡＣＴＩＮＡＡＧＴＧＣＧＡＣＧＴＧＧＡＴＡＴＴＡＧＧＡＴＣＴＴＧＧＧＣＧＧＡＡＡＧＡＡＴＴＡＧＡ３㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀姜昱雯ꎬ等:高粱ＳＢＰ基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析２㊀结果与分析２.１㊀高粱ＳＢＰ家族成员的鉴定利用已发表的１６个拟南芥ＳＢＰ成员的氨基酸序列在Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ网站进行ＢＬＡＳＴＰ序列比对ꎬ共获得２１个高粱候选ＳＢＰ基因ꎮ进一步通过Ｐｆａｍ和ＮＣＢＩ在线网站分析获得基因的蛋白结构域ꎬ去除不含ＳＢＰ结构域的序列ꎬ最终得到１９个高粱ＳＢＰ家族成员(表２㊁图１)ꎮ理化性质分析(表２)发现ꎬ高粱ＳＢＰ家族成员的氨基酸序列长度差异较大ꎬ最短的仅２１８ａａꎬ最长的为ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００ꎬ达１１１９ａａꎮ预测等电点差异也较为明显ꎬ其中酸性蛋白较少ꎬ仅有３条ꎬ碱性蛋白有１６条ꎬ表明高粱ＳＢＰ蛋白多为碱性蛋白ꎮ不稳定指数小于４０的蛋白仅有ＳＯＲ￣ＢＩ＿３０１０Ｇ２５４２００ꎬ稳定性较高ꎬ其余蛋白的稳定性均较低ꎮ所有高粱ＳＢＰ成员的平均疏水性均为负数ꎬ表明ＳＢＰ蛋白都是亲水蛋白ꎮ亚细胞定位预测结果显示ꎬ除ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００外ꎬ其余蛋白均定位在细胞核中ꎬ这可能与ＳＢＰ转录因子行使功能有关ꎮ表２㊀高粱ＳＢＰ基因家族成员信息基因名序列号氨基酸数等电点带负电荷残基总数带正电荷残基总数不稳定指数脂肪族氨基酸指数平均疏水性亚细胞定位ＳｂＳＢＰ１ＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００９６９５.２９１２５９８４９.８４７９.２９－０.３０１细胞核ＳｂＳＢＰ２ＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ１３９９００８８４５.９５１０５９２５７.０９７９.８８－０.３５９细胞核ＳｂＳＢＰ３ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００１１１９７.５３１１９１２０５６.６８７６.８０－０.４５０叶绿体ＳｂＳＢＰ４ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ３１２３００２１８９.９７１８２８６０.９８５４.９５－０.５１９细胞核ＳｂＳＢＰ５ＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２５４２００３５８９.７４２６４４３７.３８６１.４８－０.５６１细胞核ＳｂＳＢＰ６ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ１９３５００４５６８.２１４０４３６４.６２５４.６９－０.４７８细胞核ＳｂＳＢＰ７ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０５８９００３３７９.０８３６４４５６.７３５６.５０－０.７１３细胞核ＳｂＳＢＰ８ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０６２１００４５１８.０１３７３９５８.３２６４.３５－０.３４３细胞核ＳｂＳＢＰ９ＳＯＲＢＩ＿３００５Ｇ１２０６００３２５８.９７２３２９５７.４１５６.９５－０.３７５细胞核ＳｂＳＢＰ１０ＳＯＲＢＩ＿３００６Ｇ２４７７００４００７.５０３５３５４９.６１５６.３０－０.６９９细胞核ＳｂＳＢＰ１１ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ３１２２００２４５１０.４８１８３３６４.１２５６.９４－０.４５４细胞核ＳｂＳＢＰ１２ＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ４０６６００４０５９.０５２６３４５８.１９５７.２３－０.４６２细胞核ＳｂＳＢＰ１３ＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２１５７００４４４９.１８２８３８６７.９３５３.２４－０.６６６细胞核ＳｂＳＢＰ１４ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ２５７９００４５６６.８０４０３８６５.３５５５.８１－０.３６５细胞核ＳｂＳＢＰ１５ＳＯＲＢＩ＿３００９Ｇ１３５０００８６４５.５６１１７９３５３.５９８５.９３－０.２８９细胞核ＳｂＳＢＰ１６ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０３６９００４８０８.９３４３５１５０.９４５５.６０－０.５９８细胞核ＳｂＳＢＰ１７ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ２４７８００３８８８.９３２７３４５１.５１５２.４２－０.５１１细胞核ＳｂＳＢＰ１８ＳＯＲＢＩ＿３００６Ｇ１７１０００４１５９.４４２８４２５４.７９６０.２９－０.３７９细胞核ＳｂＳＢＰ１９ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２１０２００２８０９.００２２２９５２.４６５２.８９－０.７４１细胞核㊀㊀蛋白结构域分析结果(图１)表明ꎬ所有高粱ＳＢＰ成员的氨基酸序列上均含有典型的ＳＢＰ结构域ꎬ包括两个锌指结构和核定位信号ꎮ此外ꎬＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ１３９９００㊁ＳＯＲ￣ＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００及ＳＯＲＢＩ＿３００９Ｇ１３５０００的氨基酸序列羧基端包含一个Ａｎｋ＿２ｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙ结构域ꎬ暗示着他们可能有一些共同的特殊功能ꎮ２.２㊀高粱ＳＢＰ家族系统发育分析用拟南芥(１６个)㊁水稻(１９个)㊁玉米(２８个)及高粱(１９个)的ＳＢＰ成员氨基酸序列ꎬ通过ＭＥＧＡ进行系统发育分析ꎬ结果将所有ＳＢＰ大致分为３个亚类(图２)ꎬ这与在水稻中的研究结果类似ꎮ每个亚类均包含水稻㊁拟南芥㊁玉米和高粱的ＳＢＰ成员ꎬ表明ＳＢＰ家族的分化在物种分化前即已形成ꎮ从进化枝上看ꎬ相对于拟南芥ꎬ高粱与水稻㊁玉米的ＳＢＰ家族进化关系更为接近ꎮ高粱的ＳＢＰ成员也分为３类ꎬ分别含有７㊁５㊁７个ＳＢＰ成员(图３)ꎮＤＮＡ结构分析发现ꎬ在系统发育关系上比较靠近的基因ꎬ其外显子和内含子分布结构更为相似ꎬ如ＳＯＲＢＩ＿３００６Ｇ２４７７００㊁４山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０６２１００和ＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２１５７００均包含３个外显子和２个内含子ꎻＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ１３９９００和ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００分别含有１０㊁１０个和９个内含子ꎮ图１㊀高粱ＳＢＰ家族成员蛋白结构分析２.３㊀高粱ＳＢＰ家族成员的染色体定位分析对高粱ＳＢＰ基因的染色体定位分析发现ꎬ除第８条染色体外ꎬ其余９条染色体上均分布有ＳＢＰ基因(图４)ꎮ其中ꎬ２号染色体上分布有４个ＳＢＰ基因ꎬ数量最多ꎬ且表现出聚类分布的情况ꎬ两两聚在一起ꎻ４号和７号染色体上均分布有３个ＳＢＰ基因ꎬ３㊁６㊁１０号染色体上均有２个ＳＢＰ基因ꎬ１㊁５㊁９号染色体上均仅有一个ＳＢＰ基因ꎮ对高粱染色体的基因密度及其与拟南芥的共线性分析结果(图５)显示ꎬ高粱与拟南芥间存在６１对共线性关系ꎬ并且高粱的ＳＢＰ基因在染色体上主要位于基因高密度区域ꎬ表明ＳＢＰ基因在高粱染色体上呈热点区域分布ꎮ２.４㊀高粱ＳＢＰ家族基因的启动子基序分析为了解高粱ＳＢＰ基因可能参与的生物学过程ꎬ对１９个成员转录起始位点上游２０００ｂｐ的启动子区域进行顺式作用元件预测ꎬ结果(表３)显示ꎬ高粱ＳＢＰ基因启动子区拥有丰富的顺式作用元件ꎬ主要包含有脱落酸响应元件㊁厌氧诱导响应元件㊁茉莉酸甲酯响应元件㊁光响应元件㊁低温响应元件㊁ＭＹＢ转录因子结合位点及昼夜节律调控位点等ꎮ这些顺式作用元件的存在暗示着ＳＢＰ基因广泛参与了高粱的生物学过程ꎮ如除ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０３６９００和ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ３１２２００外ꎬ其余１７个成员启动子上均包含有脱落酸响应的ＡＢＲＥ结合基序ꎬ暗示着高粱ＳＢＰ家族可能普遍参与了其干旱响应过程ꎻ茉莉酸甲酯响应元件ＴＧＡＣＧ在ＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００等１５个成员启动子上均有分布ꎬ表明这些基因可能受到茉莉酸甲酯的诱导ꎻ此外ꎬ光响应元件Ｇ－ｂｏｘ㊁ＭｙＢ转录因子结合位点等在高粱ＳＢＰ基因启动子上的分布也较为普遍ꎮ推测高粱ＳＢＰ家族可能参与了植物响应干旱㊁光和低温等多种生物学过程ꎮ５㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀姜昱雯ꎬ等:高粱ＳＢＰ基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析序列号前端为 ＧＲＭＺＭ２Ｇ 代表玉米ꎬ ＬＯＣ＿Ｏｓ 代表水稻ꎬ ＡＴ 代表拟南芥ꎬ ＳＯＲＢＩ 代表高粱ꎮ图２㊀拟南芥㊁水稻㊁玉米和高粱ＳＢＰ家族成员系统发育分析图３㊀高粱ＳＢＰ家族系统发育和基因结构分析６山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀图４㊀高粱ＳＢＰ基因的染色体定位红色标记的Ｃｈｒ.１ Ｃｈｒ.５是拟南芥的５条染色体ꎬ黑色的Ｃｈｒ.１ Ｃｈｒ.１０是高粱的１０条染色体ꎬ０~８０的数字表示基因长度ꎻ黑色的线表示拟南芥和高粱ＳＢＰ间的共线性关系ꎮ图５㊀高粱与拟南芥ＳＢＰ基因共线性Ｃｉｒｃｏｓ图２.５㊀高粱ＳＢＰ家族基因的表达模式分析为进一步研究高粱ＳＢＰ基因的潜在功能ꎬ对１９个ＳＢＰ基因在高粱幼苗全株㊁叶㊁根㊁茎和花/种子中的表达模式进行了分析ꎮ通过Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ７㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀姜昱雯ꎬ等:高粱ＳＢＰ基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析表３㊀高粱ＳＢＰ家族基因启动子顺式作用元件顺式作用元件序列功能ＭＹＢＴＡＡＣＣＡＭＹＢ转录因子结合位点Ｇ－ＢｏｘＣＡＣＧＴＴ光响应ＴＡＴＡ－ｂｏｘＴＡＴＡ转录起始位点附近－３０ｂｐ的核心启动子ＣＡＡＴ－ｂｏｘＣＡＡＡＴ启动子与增强子共有ＡＢＲＥＡＣＧＴＧꎬＧＣＣＧＣＧＴＧＧＣ脱落酸响应ＡＲＥＡＡＡＣＣＡ厌氧诱导必需ＣＧＴＣＡ－ｍｏｔｉｆＣＧＴＣＡꎬＣＡＡＴ茉莉酸甲酯响应ｃｉｒｃａｄｉａｎＣＡＡＡＧＡＴＡＴＣ昼夜节律调控ＲＹ－ｅｌｅｍｅｎｔＣＡＴＧＣＡＴＧ种子特异性调控Ｓｐ１ＧＧＧＣＧＧ光响应ＬＴＲＣＣＧＡＡＡ低温响应Ｏ２－ｓｉｔｅＧＡＴＧＡＴＧＴＧＧ玉米蛋白代谢调控ＭＢＳＣＡＡＣＴＧ干旱诱导的ＭＹＢ结合位点网站获得各个成员的组织表达量ꎬ并利用ＴＢｔｏｏｌｓ软件构建组织表达热图ꎮ结果(图６Ａ)发现ꎬ各基因在高粱幼苗不同组织中的表达量存在明显差异ꎬ其中ＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ１３９９００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００和ＳＯＲＢＩ＿３００９Ｇ１３５０００在各组织中的表达量均最高ꎬ而ＳＯＲＢＩ＿３００６Ｇ１７１０００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０６２１００和ＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２１５７００在各组织中的表达丰度均较低ꎮ其中ꎬＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ１３９９００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２０７０００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００等在茎中的表达量最高ꎬＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ１９３５００在花/种子中的表达量最高ꎬＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ３１２２００和ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ３１２３００在根中的表达量最低ꎮ表明这些ＳＢＰ基因在高粱生长发育过程中发挥的功能具有差异性ꎮ此外ꎬ本研究选取启动子区含有脱落酸响应元件ＡＢＲＥ的１７个ＳＢＰ基因检测其在干旱胁迫下的表达模式ꎬ结果(图６Ｂ)发现ꎬ这１７个基因在干旱处理一段时间后ꎬ均呈现出表达量上调的趋势ꎬ暗示ＳＢＰ家族基因参与高粱响应干旱胁迫的积极作用ꎮ其中ＳＯＲＢＩ＿３００１Ｇ０２６５００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００３Ｇ１３９９００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０５８９００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００４Ｇ０６２１００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００５Ｇ１２０６００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００６Ｇ２４７７０和ＳＯＲＢＩ＿３００９Ｇ１３５０００均在干旱处理２４ｈ表达量最高ꎬ而ＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２５４２００㊁ＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２１５７００㊁ＳＯＲＢＩ＿３００２Ｇ２４７８００㊁ＳＯＲ￣ＢＩ＿３００６Ｇ１７１０００和ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ２１０２００在干旱处理３６ｈ表达量才达到最高ꎮ此外ꎬＳＯＲＢＩ＿３０１０Ｇ２５４２００和ＳＯＲＢＩ＿３００７Ｇ１９３５００在干旱诱导初期先表现出抑制下调ꎬ随后才逐渐上调表达ꎮ可见ꎬ高粱的ＳＢＰ家族成员随干旱胁迫时间的延长呈现出差异化的表达模式ꎬ暗示着其在响应干旱胁迫时可能有着不同的功能ꎮＡ.高粱ＳＢＰ家族成员组织表达模式ꎻＢ.模拟干旱处理下１７个ＳＢＰ基因的表达模式ꎮ图６㊀高粱ＳＢＰ家族基因的组织表达特异性及干旱胁迫下的表达模式８山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀３㊀讨论与结论作为植物特有的转录因子家族ꎬ当前的研究认为ＳＢＰ家族参与了植物体内多种生物学过程ꎬ不仅参与了植物的生长发育调控ꎬ而且在植物响应逆境胁迫过程中发挥着重要作用[３ꎬ５ꎬ９ꎬ１２ꎬ２３]ꎮ因此ꎬ开发植物ＳＢＰ家族基因并进行功能研究具有重要意义ꎮ不同物种的ＳＢＰ基因数量存在显著差异ꎬ如矮牵牛(Ｐｅｔｕｎｉａａｘｉｌｌａｒｉｓ)中有２１个ＳＢＰ基因[２４]ꎬ梅花(Ｐｒｕｎｕｓｍｕｍｅ)中有１５个ＳＢＰ基因[２５]ꎬ白梨(Ｐｙｒｕｓｂｒｅｔｓｃｈｎｅｉｄｅｒｉ)中有３２个ＳＢＰ基因[２６]ꎮ本研究从高粱中鉴定出１９个ＳＢＰ家族基因ꎬ与水稻的ＳＢＰ基因数量相当ꎬ多于拟南芥ꎬ少于玉米[５]ꎮＳＢＰ基因数量的变化可能与物种的进化历史及环境选择相关ꎮ本研究结果表明ꎬ高粱ＳＢＰ基因的氨基酸序列均包含有典型且高度保守的ＳＢＰ结构域ꎬ与在其他物种中的结果一致[５ꎬ２５]ꎻ部分基因的氨基酸序列羧基端包含一个Ａｎｋ＿２ｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙ结构域ꎬ该结构域为锚蛋白重复序列ꎬ但其在ＳＢＰ行使功能过程中发挥的作用还未知ꎮ系统发育分析发现ꎬ高粱㊁拟南芥㊁水稻㊁玉米的ＳＢＰ家族成员可分为３个亚枝ꎬ并且每个亚枝中均含有这４个物种的ＳＢＰ成员ꎬ表明ＳＢＰ家族在单子叶和双子叶植物分化前即已扩张为３个亚枝ꎬ这与之前的研究结果[５]一致ꎮ此外ꎬ高粱与水稻㊁玉米的ＳＢＰ基因具有更近的进化关系ꎬ且同一进化枝的ＳＢＰ直系同源基因可能具有类似功能ꎮ从系统发育树还可看出ꎬ拟南芥的ＳＢＰ家族拥有更多的旁系同源基因对ꎬ如ＡＴ１Ｇ２０９８０.１与ＡＴ２Ｇ４７０７０.１ꎬＡＴ１Ｇ５３１６０.１与ＡＴ３Ｇ１５２７０.１等ꎬ表明在单双子叶物种分化后ꎬ高粱与拟南芥ＳＢＰ基因经历了不同的物种特异性基因复制或丢失事件ꎮ有报道表明ꎬＳＢＰ基因在植物响应非生物胁迫如干旱㊁盐胁迫等过程中发挥重要功能ꎮ如白桦(ＢｅｔｕｌａｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａＳｕｋ.)ＳＢＰ家族成员ＳＰＬ９会受到盐和ＰＥＧ－６０００的诱导表达ꎬ拟南芥异源转基因实验发现ＳＰＬ９通过清除活性氧提高植物对盐旱的耐受性[２７]ꎻ中国野生葡萄(Ｖｉｔｉｓ)的ＳＢＰ１６在拟南芥中表达后通过调控ＳＯＳ和ＲＯＳ信号通路提高植株的干旱和盐抗性[２８]ꎻ水稻ｍｉＲ１５６ｋ通过降低靶基因ＳＰＬ３㊁ＳＰＬ１４和ＳＰＬ１７的表达减弱其抗冷性[２９]ꎻ玉米的部分ＳＢＰ家族基因会受到干旱㊁冷㊁盐等的诱导表达[３０]ꎮ本研究发现ꎬ高粱１９个ＳＢＰ成员中有１７个含有ＡＢＲＥ脱落酸响应元件ꎬ进一步的ｑＲＴ－ＰＣＲ检测显示ꎬ这１７个基因受到干旱胁迫的诱导表达ꎬ但随胁迫时间延长的表达模式存在差异ꎬ结合这些基因在高粱不同组织中的差异化表达ꎬ推测它们可能在高粱响应干旱过程中发挥着不同的功能ꎬ这为后续探究ＳＢＰ基因在高粱生长发育及非生物胁迫响应方面的作用机制奠定了一定的理论基础ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀Ｆｒａｎｃｏ￣ＺｏｒｒｉｌｌａＪＭꎬＳｏｌａｎｏＲ.Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｌａｎｔｔｒａｎｓｃｒｉｐ￣ｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｔａｒｇｅｔｓｅｑｕｅｎｃｅｓ[Ｊ].ＢｉｏｃｈｉｍｉｃａｅｔＢｉｏｐｈｙｓｉｃａＡｃｔａ－ＧｅｎｅＲｅｇｕｌａｔｏｒｙＭｅｃｈｎｉｓｍｓꎬ２０１７ꎬ１８６０(１):２１－３０. [２]㊀ＳｔｒａｄｅｒＬꎬＷｅｉｊｅｒｓＤꎬＷａｇｎｅｒＤ.Ｐｌａｎｔｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ￣ｂｅｉｎｇｉｎｔｈｅｒｉｇｈｔｐｌａｃｅｗｉｔｈｔｈｅｒｉｇｈｔｃｏｍｐａｎｙ[Ｊ].ＣｕｒｒｅｎｔＯ￣ｐｉｎｉｏｎｉｎＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０２２ꎬ６５:１０２１３６.[３]㊀ＫｌｅｉｎＪꎬＳａｅｄｌｅｒＨꎬＨｕｉｊｓｅｒＰ.ＡｎｅｗｆａｍｉｌｙｏｆＤＮＡｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎｓｉｎｃｌｕｄｅｓｐｕｔａｔｉｖｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌｒｅｇｕｌａｔｏｒｓｏｆｔｈｅＡｎｔｉｒ￣ｒｈｉｎｕｍｍａｊｕｓｆｌｏｒａｌｍｅｒｉｓｔｅｍｉｄｅｎｔｉｔｙｇｅｎｅＳＱＵＡＭＯＳＡ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＧｅｎｅｒａｌａｎｄＧｅｎｅｔｉｃｓꎬ１９９６ꎬ２５０(１):７－１６. [４]㊀ＹａｍａｓａｋｉＫꎬＫｉｇａｗａＴꎬＩｎｏｕｅＭꎬｅｔａｌ.Ａｎｏｖｅｌｚｉｎｃ￣ｂｉｎｄｉｎｇｍｏｔｉｆｒｅｖｅａｌｅｄｂｙｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＤＮＡ￣ｂｉｎｄｉｎｇｄｏｍａｉｎｓｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓＳＢＰ￣ｆａｍｉｌｙｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏ￣ｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙꎬ２００４ꎬ３３７(１):４９－６３.[５]㊀ＹａｎｇＺＦꎬＷａｎｇＸＦꎬＧｕＳＬꎬｅｔａｌ.ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆＳＢＰ￣ｂｏｘｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓａｎｄｒｉｃｅ[Ｊ].Ｇｅｎｅꎬ２００８ꎬ４０７(１/２):１－１１.[６]㊀ＸｉｅＸꎬＹｕｅＳＫꎬＳｈｉＢＳꎬｅｔａｌ.ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＳＢＰｆａｍｉｌｙｉｎｂｌｕｅｂｅｒｒｙａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｇｕｌａｔｏｒｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｃｏｎ￣ｔｒｏｌｌｉｎｇｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＰｌａｎｔＳｃｉ￣ｅｎｃｅꎬ２０２１ꎬ１２:７０３９９４.[７]㊀ＬｉＪꎬＦａｎＲꎬＷｕＢＤꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆＳＢＰ￣Ｂｏｘｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎｂｌａｃｋｐｅｐｐｅｒ(ＰｉｐｅｒｎｉｇｒｕｍＬ.)[Ｊ].Ｇｅｎｅｓꎬ２０２１ꎬ１２(１１):１７４０. [８]㊀ＬｉｕＹＨꎬＡｓｌａｍＭꎬＹａｏＬＡꎬｅｔａｌ.ＧｅｎｏｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆＳＢＰｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎＳａｃｃｈａｒｕｍｓｐｏｎｔａｎｅｕｍｒｅｖｅａｌｓｔｈｅｉｒａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｖｅｇｅｔａｔｉｖｅａｎｄｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ[Ｊ].ＢＭＣＧｅ￣ｎｏｍｉｃｓꎬ２０２１ꎬ２２(１):７６７.[９]㊀ＹａｍａｇｕｃｈｉＡꎬＷｕＭＦꎬＹａｎｇＬꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｍｉｃｒｏＲＮＡ￣ｒｅｇｕｌａ￣９㊀第３期㊀㊀㊀㊀㊀姜昱雯ꎬ等:高粱ＳＢＰ基因家族鉴定及干旱胁迫下的表达模式分析ｔｅｄＳＢＰ￣ＢｏｘｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒＳＰＬ３ｉｓａｄｉｒｅｃｔｕｐｓｔｒｅａｍａｃｔｉ￣ｖａｔｏｒｏｆＬＥＡＦＹꎬＦＲＵＩＴＦＵＬＬꎬａｎｄＡＰＥＴＡＬＡ１[Ｊ].Ｄｅｖｅｌｏｐ￣ｍｅｎｔａｌＣｅｌｌꎬ２００９ꎬ１７(２):２６８－２７８.[１０]ＳｃｈｗａｒｚＳꎬＧｒａｎｄｅＡＶꎬＢｕｊｄｏｓｏＮꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｍｉｃｒｏＲＮＡｒｅｇ￣ｕｌａｔｅｄＳＢＰ￣ｂｏｘｇｅｎｅｓＳＰＬ９ａｎｄＳＰＬ１５ｃｏｎｔｒｏｌｓｈｏｏｔｍａｔｕｒａｔｉｏｎｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｉｏｌｏｇｙꎬ２００８ꎬ６７(１/２):１８３－１９５.[１１]ＬｕｏＬꎬＬｉＷＱꎬＭｉｕｒａＫꎬｅｔａｌ.ＣｏｎｔｒｏｌｏｆｔｉｌｌｅｒｇｒｏｗｔｈｏｆｒｉｃｅｂｙＯｓＳＰＬ１４ａｎｄＳｔｒｉｇｏｌａｃｔｏｎｅｓꎬｗｈｉｃｈｗｏｒｋｉｎｔｗｏｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐａｔｈｗａｙｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔａｎｄＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ２０１２ꎬ５３(１０):１７９３－１８０１.[１２]ＷａｎｇＳＫꎬＷｕＫꎬＹｕａｎＱＢꎬｅｔａｌ.ＣｏｎｔｒｏｌｏｆｇｒａｉｎｓｉｚｅꎬｓｈａｐｅａｎｄｑｕａｌｉｔｙｂｙＯｓＳＰＬ１６ｉｎｒｉｃｅ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＧｅｎｅｔｉｃｓꎬ２０１２ꎬ４４(８):９５０－９５４.[１３]姚茂星ꎬ周光怡ꎬ丁延庆ꎬ等.高粱ＧＡＴＡ转录因子家族的鉴定和表达模式分析[Ｊ].分子植物育种ꎬ２０２２ꎬ２０(１０):３１７８－３１８７.[１４]马建华ꎬ杨艳君ꎬ赵红梅ꎬ等.高粱低氮胁迫相关ｎｏｖｅｌ￣ｍｉＲＮＡ的鉴定及其靶基因预测[Ｊ/ＯＬ].应用与环境生物学报ꎬ２０２３(２０２３－０９－２２).ｈｔｔｐｓ://ｄｏｉ.ｏｒｇ/１０.１９６７５/ｊ.ｃｎｋｉ.１００６￣６８７ｘ.２０２３.０５０１０.[１５]宋迎辉ꎬ朱灿灿ꎬ代书桃ꎬ等.高粱ＧＡＴＡ基因家族的全基因组鉴定及表达分析[Ｊ].山东农业科学ꎬ２０２２ꎬ５４(８):１４－２３. [１６]ＴａｏＹＦꎬＬｕｏＨꎬＸｕＪＢꎬｅｔａｌ.Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｖａｒｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｔｈｅｐａｎ￣ｇｅｎｏｍｅｏｆｃｕｌｔｉｖａｔｅｄａｎｄｗｉｌｄＳｏｒｇｈｕｍ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＰｌａｎｔｓꎬ２０２１ꎬ７(６):７６６－７７３.[１７]常建忠ꎬ闫凤霞ꎬ乔麟轶ꎬ等.高粱ＳＢＰ￣ｂｏｘ基因家族全基因组鉴定及表达分析[Ｊ].遗传ꎬ２０１６ꎬ３８(６):５６９－５８０. [１８]郑玲ꎬ白雪婷ꎬ李会云.高粱ＴＣＰ基因家族全基因组鉴定及表达分析[Ｊ].河南农业科学ꎬ２０１９ꎬ４８(１０):３０－３６. [１９]赵兴奎ꎬ范昕琦ꎬ聂萌恩ꎬ等.高粱ＷＲＹＫ家族成员鉴定及生物信息学分析[Ｊ].分子植物育种ꎬ２０２０ꎬ１８(１３):４１７０－４１８１.[２０]刘梦ꎬ魏玉磊ꎬ丁冬ꎬ等.高粱ＬＯＸ基因家族全基因组鉴定及表达模式分析[Ｊ].河南农业科学ꎬ２０２０ꎬ４９(１１):３７－４４.[２１]王晓东ꎬ李俊志ꎬ窦爽ꎬ等.高粱抗旱性研究进展[Ｊ].山东农业科学ꎬ２０２４ꎬ５６(１):１６４－１７３.[２２]ＬｉｖａｋＫＪꎬＳｃｈｍｉｔｔｇｅｎＴＤ.Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｄａｔａｕｓｉｎｇｒｅａｌ￣ｔｉｍｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＰＣＲａｎｄｔｈｅ２－ΔΔＣＴｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].Ｍｅｔｈｏｄｓꎬ２００１ꎬ２５(４):４０２－４０８.[２３]王春昱ꎬ范付华.马尾松ＳＰＬ基因家族鉴定及其响应低磷胁迫的表达分析[Ｊ].农业生物技术学报ꎬ２０２３ꎬ３１(３):５０９－５１７.[２４]ＺｈｏｕＱꎬＺｈａｎｇＳＳꎬＣｈｅｎＦꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＳＢＰ￣ｂｏｘｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎＰｅｔｕｎｉａ[Ｊ].ＢＭＣＧｅｎｏｍｉｃｓꎬ２０１８ꎬ１９(１):１９３.[２５]ＸｕＺＤꎬＳｕｎＬＤꎬＺｈｏｕＹＺꎬｅｔａｌ.Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｒｅｓ￣ｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＳＱＵＡＭＯＳＡｐｒｏｍｏｔｅｒ￣ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ(ＳＢＰ)￣ｂｏｘｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎＰｒｕｎｕｓｍｕｍｅ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＧｅｎｅｔ￣ｉｃｓａｎｄＧｅｎｏｍｉｃｓꎬ２０１５ꎬ２９０:１７０１－１７１５.[２６]ＡｂｄｕｌｌａｈＭꎬＣａｏＹＰꎬＣｈｅｎｇＸꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅａｎａｌｙｓｉｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳＢＰｇｅｎｅｓｉｎＦｒａｇａｒｉａｖｅｓｃａꎬＰｙｒｕｓｂｒｅｔｓｃｈｎｅｉｄｅｒｉꎬＰｒｕｎｕｓｐｅｒｓｉｃａａｎｄＰｒｕｎｕｓｍｕｍｅ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＧｅｎｅｔｉｃｓꎬ２０１８ꎬ９:６４.[２７]ＮｉｎｇＫꎬＣｈｅｎＳꎬＨｕａｎｇＨＪꎬｅｔａｌ.ＭｏｌｅｃｕｌａｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＳＰＬｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｗｉｔｈＢｐＳＰＬ９ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｌｉｎｅｓｆｏｕｎｄｔｏｃｏｎｆｅｒｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｉｎＢｅｔｕｌａｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａＳｕｋ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＴｉｓｓｕｅａｎｄＯｒｇａｎＣｕｌ￣ｔｕｒｅꎬ２０１７ꎬ１３０:４６９－４８１.[２８]ＨｏｕＨＭꎬＪｉａＨꎬＹａｎＱꎬｅｔａｌ.ＯｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆａＳＢＰ￣ｂｏｘｇｅｎｅ(ＶｐＳＢＰ１６)ｆｒｏｍＣｈｉｎｅｓｅｗｉｌｄＶｉｔｉｓｓｐｅｃｉｅｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｉｍｐｒｏｖｅｓｓａｌｉｎｉｔｙａｎｄｄｒｏｕｇｈｔｓｔｒｅｓｓｔｏｌｅｒａｎｃｅ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０１８ꎬ１９(４):９４０.[２９]ＣｕｉＮꎬＳｕｎＸＬꎬＳｕｎＭＺꎬｅｔａｌ.ＯｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＯｓ￣ｍｉＲ１５６ｋｌｅａｄｓｔｏｒｅｄｕｃｅｄｔｏｌｅｒａｎｃｅｔｏｃｏｌｄｓｔｒｅｓｓｉｎｒｉｃｅ(Ｏｒｙ￣ｚａｓａｔｉｖａ)[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｒｅｅｄｉｎｇꎬ２０１５ꎬ３５:２１４.[３０]ＭａｏＨＤꎬＹｕＬＪꎬＬｉＺＪꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＳＰＬｆａｍｉｌｙｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｓｐｏｎｓｅｓｔｏａｂｉｏｔｉｃｓｔｒｅｓｓｅｓｉｎｍａｉｚｅ[Ｊ].ＰｌａｎｔＧｅｎｅꎬ２０１６ꎬ６:１－１２.０１山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀。
大豆SBP基因家族的序列特征_表达及进化分析
朱命喜等已对大豆 SBP 基因家族的成员数目、启动 子及保守结构域的三维结构等进行预测分析，但 大豆 SBP 基因家族的保守基序、功能结构域以及表 达情况仍未见报道。本文挖掘到大豆 SBP 基因家族 的 49 个成员，并分析各成员基因结构、染色体定 位、蛋白保守序列、亚细胞定位、表达情况及亲 缘进化关系。为大豆 SBP 基因结构和功能分析提供 参考信息，并为阐明 SBP 基因家族在大豆生长发育 中的调控作用奠定理论基础。
[ 3 ] 王光华, 周克勤, 金剑, 等. 生防微生物 BRF-1 对大豆根腐病的 拮抗作用[J]. 大豆科学, 2004, 23(3): 187-191.
[ 4 ] 温广月, 许艳丽, 李春杰, 等. 6 株生防细菌对大豆根腐病防治效 果初步评价[J]. 大豆科学, 2005, 24(2): 131-125.
中大豆 SBP 基因数目也是最多，这充分说明大豆 SBP 基因家族起源与进化的复杂性。研究为大豆 SBP 基因功能研究
提供线索。
关键词：大豆；结构域；基因家族；进化
中图分类号：S565.1
文献标志码：A
文章编号：1005-9369（2012）07-0026-08
Sequence characterization, expression pattern, and evolutionary analysis of SBP-domain gene family in soybean (Glycine max)/ZHU Hongxia1, HU Lizong2, 3,
水稻苯丙氨酸解氨酶的生物信息学分析
2010年12月第33卷第4期湖南师范大学自然科学学报Journa l o f N atura l Sc ience ofH unan N o r m al U niversityV o.l33N o.4D ec.,2010水稻苯丙氨酸解氨酶的生物信息学分析康晓慧1*,雷桅2,张梅1(11西南科技大学生命科学与工程学院,中国绵阳621010;21中山大学生命科学学院,国家教育部食品与健康工程研究中心,中国广州510650)摘要苯丙氨酸解氨酶(PAL)是水稻防卫反应中的关键蛋白,采用生物信息学工具和方法对G enBank中的日本晴水稻p al基因的核苷酸序列及其相应氨基酸序列进行预测和分析,获得了其分子结构、理化性质、系统演化和生物学功能等重要参数.结果表明:水稻pal基因序列只有开放阅读框,其编码蛋白亲水性较强,无跨膜转运肽,且定位于细胞基质,二级结构以随机卷曲和A-螺旋为主要构件,三维建模成功,并明确了多个功能位点.关键词水稻;苯丙氨酸解氨酶;生物信息学;防卫基因;抗病性中图分类号Q946.5;S511.2+2文献标识码A文章编号1000-2537(2010)04-0089-06B i o i n f or m ati c Analysi s of Phenyl a l a nine Ammoni a-Lyase Gene i n O ryza S a ti vaKANG X iao-hui1,LE I W ei2,Z HANG M ei1(1.Co llege o f L ife Sc i ence and Eng i neering,Sout hw est U n i versity of Sc i ence and T echno logy,M ianyang621010,Chi na;2.F ood and H ea lth Eng i neering R esea rch Center of State Educa ti onM i n istry,College o f L ife Sc i ence,Sun Y at-sen U n i versity,G uangzhou510650,China)Abst ract Pheny lalan i n e a mm onia-lyase(PAL)p lays a cr ucia l ro l e in plan t defense m echanis m.The nucleo-ti d e and its corresponding a m ino ac i d sequence of pal gene fro m Oryza s ativa(japonica cu lti v ar-g r oup),reg istered i n GenBank,are analysis by the b i o i n f o r m atic m ethod,and subsequentl y so m e i m portant para m eters are ga i n ed i n-clud i n g m o lecu lar structure,physi o che m ica l properti e s,phy logenetic evolution and b iolog ical functi o n.The result is as f o llo w i n g:there is on ly ORF in O s pal fu l-l leng th sequence,and its coding prote i n has no trans m e m brane to-polog i e al str ucture,and located in cytoplas m,w ith A-heli x and rando m coil asm ai n co mponents in secondary struc-ture.The3D m odel is constr ucted,and so m e functionalm otifs are deter m i n ed.K ey w ords Or yza sativa;phenyla lanine a mm on ia-lyase;b i o i n fo r m atics;defense gene;resistance抗病性是植物与其病原生物在长期的协同进化过程中相互适应、相互选择所形成的一种可遗传特性.植物被病原物侵染后,会发生一系列生理变化和防卫反应,包括植保素和木质素等抗病物质的合成和积累,其中苯丙烷类代谢与植物的抗病性密切相关,苯丙氨酸解氨酶(pheny lalan i n e a mm onia-lyase,PAL)是该途径中的第一个关键酶,也是限速酶.它催化L-苯丙氨酸非氧化性脱氨生成反式肉桂酸(c i n na m ic aci d,C A),即是植保素、木质素、类黄酮和某些酚类等生物合成的通用前体.因此,该酶在植物病理学研究中有极重要的地位.P AL为多基因家族所编码,但遗传特性相当保守,目前已从马铃薯(Solanu m tuberos um)、水稻(Or yza sativa)、烟草(N ico tiana t a bacum)和黄瓜(Cucu m is sativus)等多种植物中克隆了pal基因,并将其作为植物抗病机制研究的重要内容.水稻是世界上最重要的粮食作物之一,而病害给水稻的产量和质量造成了巨大的损失,因此水稻抗病的分子机理和遗传改良成为一项重要的课题,而作为关键防卫基因的pal则有望成为理想的调控靶点.粳稻品种日本晴(N i p ponbare)是单子叶植物基因组学研究的模式植物,测序发现其pal基因家族包含9个成员.本文利用生物信息学的方法,选取其中一个成员基因,对其核苷酸及相应氨基酸序列的理化性质、结构特征、生¹收稿日期:2010-10-22基金项目:国家/十一五0科技支撑计划基金资助项目(2006BAD08A01)*通信作者,E-m a i:l xhu i k09@126.co m化功能和系统演化等进行了预测和分析,为今后深入研究PAL 蛋白的酶学特性和植物病害胁迫的分子机理提供一定的理论参考.1 材料与方法粳稻品种日本晴的苯丙氨酸解氨酶(PAL)核苷酸与氨基酸序列均来自于GenBank 中已登录的数据信息:水稻Oryza sativa (japonica cu ltivar -group)(A ccession :AY224546).利用Vector NT I Su it 8等序列分析软件和www .ncb.i nl m .nih .gov 、www .expasy .org 等网站提供的各种在线生物信息学工具进行预测和分析.核苷酸和氨基酸序列的分子结构和理化性质分析使用ProtPara m 工具和V ecto r NT I Su it 8软件完成[1];序列同源性比对使用Vector NTI Su it 8完成;分子系统发生树使用C lusta lX 软件比对后在M EGA3的Phy logeny 中以N eighbor -Jo i n i n g 方法构建[2];亚细胞定位情况的考察使用Tar getP 1.1Server 在线完成[3];跨膜结构域和疏水性分析分别使用TMHMM [4]和ProtSca l e [5]完成;m o tif 和蛋白质功能分别用Scanprosite [6]和Pr o tf u n [7]分析;蛋白质二级结构预测和三级建模分别使用GOR [6]和S W ISS -MODEL[8-9]完成,3D 模型在W ebLab V ie w er L ite 4.2软件中编辑.2结果与分析图1 水稻PAL 的核苷酸及其编码氨基酸序列2.1 水稻pal 基因的核酸及相应氨基酸序列的分子结构和理化性质分析水稻pal 基因的全长mRNA 序列及其推导的氨基酸序列如图1所示,利用Vector NT I Su it 8软件分析得到的Os p al 基因的核苷酸序列及其相应氨基酸序列的结构和性质数据,发现Os pal 基因全长为2136bp ,其中开放阅读框(ORF)长为2133bp ,起始密码子为ATG ,终止密码子为TGA ,3c 和5c 非编码区(UTR)均不存在.水稻Os pal 基因编码蛋白的分子式为C 3188H 5129N 891O 973S 24,相对分子质量为72273,等电点为6.12,摩尔消光系数为37590,肽链长为671aa ,其中含带电氨基酸27.72%,极性氨基酸23.85%,疏水性氨基酸38.15%,酸性和碱性氨基酸比例为11.33%和10.13%,而含量最丰富的4种氨基酸占比为A la :10.88%;Leu :10.13%;Va:l 8120%;G ly :7.90%.90 湖南师范大学自然科学学报 第33卷2.2 水稻pal 基因的氨基酸序列的比对分析选取水稻(japonica cu ltivar -group)等6条植物PAL 氨基酸序列,在Vector NT I 8软件中进行多重比对分析.分析结果用不同颜色显示(图2),颜色越深的表示同源性越高,最深的区域则表示可能存在的重要功能图2 水稻PAL 和其他植物PAL 的氨基酸序列多重比对注:一致位点显示为黑底白字,保守位点显示为灰底白字,其他显示为白底黑字.活性位点标注*,M I O 区用方框表示.S alvia m iltiorrh i za (GenPept accessi on N o .:ABR14606);Tri foli um p retense (GenPept accession No .:BAE71252);Dauc u s carota (GenPept accessi on No .:BAA23367);Ipo m oe a ba t a t a s (GenPept access i on No .:BAA11459);N ic otiana t a bac um (GenPept access i on N o .:BAA22947);O ryza sa tiv a (Gen-Pep t access i on No .:AAO72666).域.分析结果显示所选植物PAL 具有较高的同源性,一致性达到57.4%,可见PAL 编码区高度保守,但是在N 端也表现出较明显的长度和组成上的变异性.推测这可能是由于苯丙烷类途径是植物初生代谢转向次生代谢的重要通路,广泛存在于植物体中,而作为苯丙烷类化合物生物合成途径中的第一个关键酶P AL 必须保持足够的遗传稳定性和演化趋同性.此外,在保守的PAL 比对图谱中,发现水稻PAL 具有典型的苯丙氨酸91第4期 康晓慧等:水稻苯丙氨酸解氨酶的生物信息学分析和组氨酸解氨酶的标志性模式,该保守基序(GT I T ASGDLVPLSY I A G )被包埋在酶活性中心;此外,也存在已查明的M I O 域,它通过A la -Ser -G ly 三肽的自动环化合脱水生成,毗邻底物结合位点,并负责产物E -肉桂酸酯/氨的催化形成.2.3 水稻pal 基因的氨基酸序列的分子系统进化树分析将9条来自不同植物的P AL 氨基酸序列在C lustal X 软件中进行完全比对后,在MEGA3软件中按照N eighbor -Jo ining 方案进行分子进化树分析,获得PAL 氨基酸序列的分子进化树分析结果(如图3).进化树用M EGA3软件基于Ne i g hbor -Jo i n i n g 方法(重复1000次)构建.遗传距离显示在分支上.9种植物的P AL 氨基酸序列聚成3支:甘薯、番薯和烟草聚成第1支,它们的多酚类物质含量较高;粘毛黄芩、丹参、豌豆和胡萝卜聚成第2支,前二者是主产黄酮活性成分的草药,后二者是含有丰富的香豆素和花青素等的蔬菜;马蹄竹和水稻聚成第3支,这两种植物的木质素合成能力较强,且同属禾本科.该进化树除反映了这9种植物间的亲缘关系外,也反映了不同植物类群所含苯丙素类化合物的种类和含量差异,即说明该指标与植物的系统演化进程密切相关.苯丙烷类代谢作为植物次生代谢的起始途径,广泛存在于所有植物,其衍生途径随着生命进化而分化出黄酮类、木质素类、植保素类等某些植物的主流次生代谢通路,而PAL 作为苯丙烷类途径的第一个关键酶,显然在植物的功能分化和系统进化过程发挥着重要作用.因此,以PAL 序列分析作为分子指标进行的遗传聚类,对于系统分类和自然进化研究具有一定的参考价值,同时也反映出植物的抗病性与植物本身的种质特性和进化水平密切相关.图3 水稻PA L 家庭和其他植物PAL 的分子进化分析2.4 水稻pal 基因编码蛋白的亚细胞定位和功能结构域分析TargetP 1.1Server 在线工具分析结果显示,水稻PAL 定位于细胞质基质,且无转运肽,预测可靠性等级均为2.可见水稻P AL 在游离核糖体上起始合成后,不进行蛋白转运,而是继续保留在细胞质基质中,直接催化苯丙素类化合物的生成.PAL 的多个重要保守结构域在O sP AL 蛋白中也被找到,包括S 213、Y 120、L 148、N 269、Q 357、Y 360、R 363、F 409、Q 497和4-m ethy li d enei m idazo le -5-one(M I O),这些区域对于PAL 的底物结合、催化活性和M I O 形成都至关重要.这与欧芹的实验结果一致,表明水稻PAL 也属于PAL 蛋白家族.图4 水稻PAL 蛋白的跨膜结构域预测2.5 水稻pal 基因编码蛋白的跨膜结构域和疏水性预测和分析用T MHMM Server v .2.0对水稻PAL氨基酸序列的跨膜结构域进行预测,结果如图4所示,水稻P AL 整条肽链都位于细胞膜内,也即是水稻P AL 不存在跨膜结构域,结合上述转运肽的预测,可以推断,水稻PAL 在细胞质基质中合成后,不经蛋白转运,直接锚定于细胞质基质中的特定部位行使催化功能.这与上述亚细胞定位分析结果相一致.92 湖南师范大学自然科学学报 第33卷图5 水稻PA L 蛋白的疏水性预测由ProtSca le 进行水稻pal 基因编码蛋白的氨基酸序列的疏水性预测结果表明(图5),多肽链具有最低分值-2.778,亲水性最强;而最高分值为2.389疏水性最强.整条多肽链表现为亲水性,但没有明显的亲水区域.结合跨膜结构域的预测结果,可以推断,水稻PAL 不存在明显的疏水区域,与Os PAL 不存在跨膜结构域的特征相吻合.2.6 水稻pal 基因的氨基酸序列二级和三级结构预测和分析GOR4在线工具预测水稻PAL 氨基酸序列的二级结构,结果如图6所示,水稻PAL 多肽链中,随机卷曲占44.02%,A -螺旋占43.88%,延伸链占12.10%,即随机卷曲和A -螺旋是OsPAL 多肽链中的主要结构元件,延伸链散布于整个蛋白质中.图6 水稻PAL 蛋白的二级结构预测在PROST I E 中通过与已知物种PAL 功能位点的比对和计算,成功预测了水稻P AL 的M oti,f 发现OsPAL 含有5个重要的基序,分别是苯丙氨酸与组氨酸标记(Pheny lalan i n e and histi d i n e a mm on i a -l y ases signature)(153~168GT I T ASGDLVPLSY I A ,153~169GTI TASGDLVPLSY I A G),氨基化位点(183~186DGKK ),蛋白激酶C 磷酸化位点(Prote i n kinase C phosphory lation site)(16~18SLR,74~76SHR,172~174TGR,260~262T HK,452~454SAR ,513~515SAR,517~519SEK,648~650SER),酪氨酸激酶II 磷酸化位点(Case i n k-i nase II phosphory lation site)(335~338SVND,523~526TA I D,532~535SYAD,575~578TAFE ,635~638SPGE ),N-糖基化基序(N-g l y cosy lati o n m otif)(99~102NGSD )和N-肉豆蔻酰化位点(N-m yristoy lation site)(20~25GQVAAV,65~70GVTTGF ,95~100GI FGNG ).再将水稻PAL 氨基酸序列上传到S W ISS -MODEL 的建模服务器中进行PAL 结构的三维建模,通过同源搜索和比对,以殴芹(Petroselinum crispu)为模板初步构建了O sP AL 的三维模型,然后在V ie w er L ite 4.2软件中进行序列编辑和位点设置,获得OsPAL 的三级结构模型,相关功能位点见标示于图7.图7 水稻PA L 的三维建模及重要基序93第4期 康晓慧等:水稻苯丙氨酸解氨酶的生物信息学分析94湖南师范大学自然科学学报第33卷3结论与讨论苯丙氨酸解氨酶在木质素、植保素等植物抗病物质的代谢途径中起着重要作用,在水稻的抗病机制研究中也被公认为是重要的生理指标.生物信息学是后基因组时代,以计算机科学技术为平台,分析并挖掘生物学数据,从而为实验研究提供理论依据的新兴学科.本文利用生物信息学软件和方法,对日本晴水稻防卫基因pal的结构性质、生化功能和系统进化等进行了预测和分析,发现O s pal基因的核苷酸序列只包含ORF,缺少两端UTR,无跨膜结构域和质体转运肽,定位于细胞质基质.近年的研究也发现,细胞间质部分P AL活性最高,电镜技术显示PAL分散在细胞的基质中.这些实验结果也间接地验证了本定位预测的可能性.本项研究明确了P AL蛋白的二级结构以A-螺旋和随机卷曲为主,三维建模成功,并明确了多个功能基序.这些重要生物学参数的获得为进一步研究PAL的酶学性质和水稻的抗病机制奠定了理论基础.PAL作为抗病性指标蛋白的水稻生物学研究已有诸多报道,但大多是以PAL酶活变化表征抗病能力强弱的生化研究.本文解析了OsPAL蛋白的分子结构,并描述了其细胞学特性,将有助于深入阐述水稻病理生理与抗性获得机制;而对O s pal基因的序列和系统学演化分析结果,将为基于O s pal的基因操作和遗传工程提供重要的调控靶点.因此,本项研究对于水稻抗病性分子育种也有重要参考价值.参考文献:[1]LEIW,LUO K M,S HU I X R,et al.Co m pute si m ulati on to charac terize structure and functi on o f chalcone synt hase from scute-llaria ba ica lensis georg i[J].M o l ecular B i o logy,2009,43(6):1012-1017.[2]KUM AR S K,TMAM URA K,J AKO BSEN I I B,et al.M EGA2:M o l ecular evo l u tionary gene ti cs ana l ys i s so ft wa re[J].B i o i n-for m atics,2001,17:1244-1245.[3]O LOF E,HENR I K N,SªREN B,et al.P red i cti ng subce ll u lar l o ca li zati on o f prote i ns based on t he ir N-ter m i na l a m i no ac i d se-quence[J].JM o l B i o,l2000,300:1005-1016.[4]I K EDA M,ARA I M,LAO D M.T rans m e m brane t opo l ogy pred icti on m ethods:A reassess m ent and i m prove m ent by a consensusm ethod usi ng a da taset o f exper i m enta lly character ized trans m e mbrance topo l og i es[J].In Silico B i o,l2002,2:19-33.[5]GA S T EI G ER E,HOOGLAND C,GATT I K ER A,et al.P rote i n Identifica ti on and ana l y si s t oo ls on the ExPA Sy Serv er[C]//John M W a l ker.The Proteom ics Protoco lsH andbook.N ew Y ork:H u m ana P ress,2005.[6]COM BET C,BLANCHET C,GEOUR J ON C,et al.NPS@:N e t w ork pro tei n sequence ana l ysis[J].T IBS,2000,25:147-150.[7]J EN SEN J L,ST¶R FELDT H H,BRUNAK S.P red icti on o f hu m an pro te i n f unc ti on accord i ng t o G ene On t o logy categor i es[J].B i o i n f o r m atics,2003,19:635-642.[8]ARNOLD K,BORDOL I L,KOPP J,et al.The S W ISS-MODEL W orkspace:A w eb-based env iron m en t for prote i n structure ho-m o l ogy modelli ng[J].B io i nfor m atics,2006,22:195-201.[9]SC HW EDE T K J,GUEX N,PEITSCH M C.S W ISS-M ODEL:an au t om ated prote i n ho m o l ogy-m ode li ng server[J].N uc l e icA cids R es,2003,31:3381-3385.(编辑王健)。
一种水稻SBP-box转录因子基因及其应用[发明专利]
![一种水稻SBP-box转录因子基因及其应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ed0af412fab069dc51220149.png)
专利名称：一种水稻SBP-box转录因子基因及其应用专利类型：发明专利
发明人：兰涛,吴为人,张淑君,汪斌,刘婷婷,林格格,官华忠申请号：CN201410843389.6
申请日：20141231
公开号：CN104450744A
公开日：
20150325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了水稻SBP-box转录因子基因及其应用。
本发明具体涉及包含具有SEQIDNO.1核苷酸序列及SEQIDNO.2氨基酸序列；该转录因子的编码序列及包含该编码序列的载体或宿主。
本发明还涉及提高植物耐盐性的方法和筛选具有高耐盐性植物的方法。
本发明提供了改善和研究植物耐盐性的新方法，具有广阔的应用前景。
申请人：福建农林大学
地址：350002 福建省福州市仓山区上下店路15号
国籍：CN
代理机构：福州元创专利商标代理有限公司
代理人：蔡学俊
更多信息请下载全文后查看。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水稻SBP 基因家族生物信息学分析
摘要：SBP (squamosa promoter binding protein, SBP)基因家族是植物所特有的一类重要转录因子，广泛参与植物生长、发育以及多种生理生化反应的信号传导。
水稻是目前为止基因组测序相当完整的一类植物，而且水稻也是现在人类生存赖以依存的粮食，因此水稻早已成为分子生物学研究的重点对象，进行水稻基因组信息挖掘与分析对于水稻功能基因组学的发展具有重要意义。
本实验以植物（水稻）特异转录因子SBP基因家族为实例，讲述如何利用生物信息数据库资源和软件工具，对该基因家族进行分析。
本章所用数据主要来自北京大学生物信息中心（/chinese/）构建的植物转录因子数据库，研究对象主要为水稻基因组中 29个SBP转录因子基因。
所用生物信息学工具包括基因结构显示、双序列比对、蛋白质功能域识别、蛋白质保守域预测、序列图标构建、多序列比对、系统发育树构建、，以及蛋白质二级、三维结构空间图形显示等。
本实验结果均为水稻SBP 基因家族的进一步功能分析提供了重要研究基础。
关键词：水稻、SBP家族、生物信息学
引言：我们知道，转录前调控、转录调控和转录后调控是真核生物基因表达调控的重要组成部分，其中转录调控通过顺式作用元件和反式作用因子相互作用实现。
顺式作用元件（cis-element）泛指 DNA 序列一个片段，通常位于被调控基因的上游，主要包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）和抑制子（suppressor）三类。
反式作用因子泛指与顺式作用元件直接或间接结合
并参与靶基因转录过程的调控因子，通称转录因子（transcription factor）。
转录因子可以分为两大类，即通用转录因子（general transcription factor）和特异转录因子（specific transcription factor）。
通用转录因子与靶基因上游约 10-35 位的 TATA 框（TATA-box）或启动子区域转录起始位点（transcription start site）DNA序列结合，并与 II型 RNA聚合酶一起，形成转录起始复合物。
特异转录因子种类繁多、功能复杂，它们与靶基因上游各种特定 DNA序列片段结合，激活或抑制靶基因转录活性，以调控靶基因在不同组织、不同细胞、不同环境条件下特异表达。
如无特别说明，通常所说的转录因子即指特异转录因子。
一、结果与分析
1.水稻SBP的挖掘
先到Pfam 数据库中去搜索SBP 结构域(domain), 其标识号应该是xxx（PF03110）, 获取它的HMM 序列文件。
从TIGR 水稻数据库(, The TIGR Rice Database release 6.0）下载水稻基因组12条染色体的蛋白质序列。
然后利用基于隐马尔科夫模型的HMMER 程序(版本3.0)来搜索, E <=10-10的序列被认为是水稻中的含有SBP 结构域的候选序列（共31条）。
再利用SMART在线工具分析结构域, 把没有显示SBP 结构域蛋白除掉（3条）, 最后得到水稻的SPB基因基因家族成员。
2.基因结构分析
将从TAIR获得的水稻SPB家族基因的CDS序列和对应的全基因组序列, 利用Gene Structure Display Server(/)绘出基因结构图
表1 20条基因结构图
3. 蛋白质分析
1）利用序列保守结构域识别系统网站（Multiple EM for Motif Elicitation, MEME, /），对上述拟南芥 SBP 转录因子保守结构域进行识别。
首先，将 29 个 SBP转录因子同时提交，结果表明，它们都具有长度为 79 个残基的 SBP 结构域，共有3个motify
表2 29个SBP转录因子的3个motify的标识序列
表3 3个motify在SBP蛋白质序列的位置
2）二级结构分析
二级结构是指不同氨基酸间C=O 和N-H 基团间的氢键形成的稳定结构，主要为α- 螺旋和β- 折叠。
利用SOPMA 程序(http://npsa-pbil.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa.sopma.html)对水稻29 条SBP家族蛋白质序列二级结构进行预测，结果发现有21条蛋白质序列的二级结构不同，所有的氨基酸序列都以随机卷曲为主要组成部分，其次就是α-螺旋。
α-螺旋延伸链β-折叠无规卷曲
LOC_Os01g18850 37.24% 13.57% 3.83% 45.36%
LOC_Os01g69830 20.15% 19.17% 8.25% 52.43%
LOC_Os02g08070.131.44% 15.72% 9.17% 43.67%
LOC_Os02g04680.218.38% 12.82% 2.14% 66.67%
LOC_Os02g04680.116.20% 14.93% 3.62% 65.25%
LOC_Os02g07780.221.37% 15.38% 6.84% 56.41%
LOC_Os02g07780.120.72% 17.13% 7.97% 54.18%
LOC_Os03g6176037.05% 12.69% 5.26% 44.99%
LOC_Os04g4658026.11% 10.28% 4.72% 58.89%
LOC_Os04g5617034.38% 14.18% 8.11% 43.03%
LOC_Os05g3381032.78% 16.15% 6.53% 44.54%
LOC_Os06g44860 31.92% 15.02% 7.98% 45.07%
LOC_Os06g4901016.42% 17.47% 4.63% 61.47%
LOC_Os06g4531031.78% 11.08% 6.71% 50.44%
LOC_Os07g3217032.87% 8.33% 8.33% 50.46%
LOC_Os08g3989017.99% 8.87% 7.91% 65.23%
LOC_Os08g4194023.52% 16.92% 6.59% 52.97%
LOC_Os08g4026034.12% 12.19% 4.82% 48.86%
LOC_Os09g3294422.88% 15.47% 4.45% 57.20%
LOC_Os09g3143814.25% 11.75% 4.75% 69.25%
LOC_Os11g3037031.82% 9.09% 5.11% 53.98%
表3 21条氨基酸序列的二级结构的组成
3)三级结构分析
蛋白质空间结构模型通过Swiss-Model (http://swiss )建立。
通过Swiss-Model 对葡萄的45 条氨基酸序列进行三维结构同源建模，结果表明它们绝大多数具有十分相似的三维结构。
例如：
LOC_Os01g18850.1 LOC_Os06g45310.1 LOC_Os11g30370.1
4.进化树构建
利用MAGE对21条SBP结构域序列做分子进化分析
讨论
以SBP 蛋白保守区氨基酸序列为信息探针，从水稻数据库中检索到SBP 转录因子相应的蛋白序列，成功地利用生物信息学数据库和软件工具，对水稻SBP 转录因子家族基因结构和蛋白质结构等进行了分析，从中得到该转录因子家族不同成员之间的相互关系和演化历程，至于其生物学功能，还需要在葡萄中进行克隆以及表达分析来验证。
目前，从高等植物中已分离鉴定的转录因子有数千种，已经证明其中相当一部分在调节植物的生长发育及其对外界环境的反应等方面起着重要的作用。
不仅如此，还发现一个逆境相关转录因子可以调控多个逆境相关功能基因的表达，在利用转录因子来改良植物抗逆性方面效果显著。
因此，植物转录因子一直是现在生物学研究领域的热点。
从TAIR获得水稻SBP 转录因子相应的蛋白序列，成功地利用生物信息学数据库和软件工具，对水稻SBP 转录因子家族基因结构和蛋白质结构等进行了分析，从中得到该转录因子家族不同成员之间的相互关系和演化历程，至于其生物学功能，还需要在水稻中进行克隆以及表达分析来验证，因此，该研究就为下一步研究水稻转录因子的生物学功能提供了参考依据。
参考文献：
[1]曹雪，上官凌飞，于华平，杨光，王晨，谭洪花，房经贵，葡萄SBP基因家族生物信息学分析，南京农业大学园艺学
院,南京, 210095，基因组学与应用生物学， 2010年，第29卷，第4期，第791-798页
[2]罗静初，拟南芥SBP 转录因子基因家族分析，北京大学。