水稻2个f―box基因的生物信息学分析

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1、水稻2个F―box基因的生物信息学分析　　摘要：对水稻中2个新的F-box蛋白基因Os5h和Os7h进行生物信息学预测分析。试验结果表明，基因序列分析确定Os5h和Os7h是F-box家族的两个基因：启动子预测分析结果表明，这两个基因含有大量的与光反应应答相关的元件，并且也都含有非生物逆境应答元件：对这两个基因进行了转录表达分析和共表达基因的分析，Os5h基因在花中表达最高，胚芽中最低，Os7h基因在根中表达相对其他组织较低，但整体表达相对比较均匀。　　关键词：水稻；Os5h基因；Os7h基因；F-box；生物信

2、息学　　中图分类号：S511；078文献标识码：A文章编号：0439-8114（2016）09-2396-045　　F-box蛋白是一类含有40～50个保守氨基酸F-box结构域的蛋白家族成员，在真核生物中广泛存在。研究报道双子叶模式植物拟南芥基因组中至少存在568个F-box蛋白基因，单子叶模式植物水稻中有687个F_box蛋白基因。植物F-box蛋白基因家族中只有少部分F-box蛋白基因的功能被研究报道，研究表明F-box蛋白参与许多植物生长发育的过程，尤其与花发育有关，并参与生长素、乙烯、GA、JA等激素和

3、光信号传导等多种生理过程，也在植物的逆境和防御反应中发挥重要功能。最近报道F-box蛋白SLF控制植物基于S-RNase的自交不亲和。F-box蛋白在生物体内数量庞大，功能复杂，但目前已经研究透彻的F-box蛋白基因非常有限，为此，美国针对模式植物拟南芥启动了拟南芥全基因组F-boX蛋白研究计划，这一计划的实施将促进F-box蛋白家族功能的揭秘，　　关于水稻中F-box蛋白类基因的研究较少，其中1个赤霉素不敏感的基因dwarf2是赤霉酸信号的正调控因子。dwarf3（D3）控制着水稻分蘖芽的活动，MAIF1受非生

4、物逆境诱导，可能是mieroRNA的靶基因。　　为了更多地了解F-box蛋白基因在水稻中的表达特性，本研究对水稻中2个新的F-box蛋白基因进行了生物信息学预测分析，有助于揭示F-boX蛋白家族的功能，同时为水稻作物遗传改良提供参考。　　1材料与方法　　1.1基因结构及其编码蛋白序列的特征分析　　RiceGenomeAnnotationProjectRiceGenomeBrowser网站分析基因结构及蛋白质序列。Pfm（http：//pfam.sanger.ac.uk/）和Mobyle数据库（http：//mob

5、yle.pasteur.fr/cgi-bin/portal，py？#forms：：hm-memit）获得F-boxmotif结构域及其氨基酸序列。采用ClustalXVersion2.0程序比对蛋白质序列。　　1.22个F-box基因的启动子预测　　选取基因ATG上游1500bp的启动子序列在PlantCARE（http：//bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/plantcare/html/）中进行分析，显示基因启动子序列所包含的motif，选取相关的重要motif，根据结果

6、进行修正，手工绘图。　　1.32个F-box基因的转录表达分析5　　在CREP（http：//crep.ncpgr.cn/crep-cgi/home.p1）水稻基因表达谱数据库中分别搜集了Os5h、Os7h基因在明恢63以及珍汕97品种两个水稻品种中8个对应组织器官的表达情况。　　1.42个F-box基因的共表达分析　　Os5h和Os7h的共表达分析是在水稻寡核酸芯片数据库中进行的（http：//www.ricearrav.org/eoex-pression/coexpression.shtml），相关性的阈值设

7、置为0.5。分析的步骤完全按照网站说明进行。　　2结果与分析　　2.1水稻Os5h和Os7h的结构模式图及其编码蛋白的序列特征　　在RiceGenomeAnnotationProjectRiceGenomeBrowser网站（http：//rice.plantbiology.msu.edu/analvses.shtml）分别输入Os5h、Os7h基因的水稻LOC号，即显示这两个基因的模式图，确定了各基因的内含子和外显子的数目及位置。Os5h含有3个外显子，CDS总长894bp，编码297个氨基酸。Os7h含有5个

8、外显子，CDS总长1191bp，编码396个氨基酸（图1）。　　将Os5h、Os7h基因的蛋白序列及F-boxmotif的氨基酸序列用ClustalXVersion2，0程序来进行蛋白质的序列比对，并对结果进行手工修正绘图。得到蛋白序列特征模式图（图2）。图中黑色方框为Os5h、Os7h基因所编码蛋白含有的F-boxdomain，表明它们都属于F-box家族基因。　　2.