谷子ARF基因家族鉴定与生物信息学分析

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1、谷子ARF基因家族的鉴定与生物信息学分析赵艳1翁巧云1马海莲1宋晋辉1袁进成1王凌云1董志平2刘颖慧1*1河北北方学院河北张家口0750002 河北省农林科学院谷子研究所 河北石家庄050001摘要：生长素应答因子（auxinresponsefactors，ARF）是一类可以结合在生长素应答基因启动子区域部位的转录因子，在植物的生长发育中起至关重要作用。本研究以谷子为材料，从谷子中鉴定出24个ARF基因并命名为SiARFs。利用生物信息学对谷子SiARFs基因的结构、染色体分布、基因倍增模式、系统进化以及基因的表达模式进行分析。结果表

2、明，SiARF基因家族在染色体上不均匀的分布，在除2号染色体外的其它染色体上都有该家族基因，基因的扩增模式为分散复制与片段复制。SiARFs基因家族具有相对保守的结构，即包含一个保守的B3DNA结构域，ARF结构域和Aux/IAA结构域，ARF蛋白的3D结构含有3个α螺旋和7个β折叠结构。进化树分析表明谷子ARF蛋白和物种相近的高粱、玉米聚在一起。大多数ARF基因在谷子根、茎、叶和穗中都有表达，不同基因表达量有较大差异可能和基因参与植物的多方面代谢过程密切相关。关键词：谷子；ARF；生物信息学分析；蛋白结构Genome-WideIde

3、ntificationandBioinformaticsAnalysisofARFGeneFamilyinSetariaItalicaAbstract:Auxinresponsefactors(ARF)areimportanttranscriptionfactorsthatcanregulatetheexpressionofauxingenesandinfluencetheplantgrowth.ARFsregulatethetranscriptionofauxin-responsivegenesthroughbindingtothe

4、irpromoters.Inthisstudy,atotalof24ARFgenesareidentifiedandanalyzedandnamedSiARF.AcomprehensiveoverviewoftheSiARFsisundertaken,includingphylogeneticanalysis,thegenestructuresanalysis,chromosomelocations,conservedmotifsofproteinsandgeneexpressionpatternanalysis.Twenty-fou

5、rsetariaitalicaARFgenesaredistributedinallsetariaitalicachromosomesexceptchromosome.SetariaitalicaARFproteinsshareoneB3DNAbindingdomain,whichconsistsofthreeαhelixesandsevenβsheets.AndsomeoftheseproteinshaveanAux/IAAdomainandARFdomain.Inaddition,setariaitalicaARFproteins

6、arecomparedwiththeproteinsinotherspeciesinordertodiscovertheevolutionofARFgenes.OurresultsalsoshowthattheexpressionofSiARFgenesisdiverseindifferenttissues.Keywords:setariaitalica;ARF;informationanalysis;proteinstructure通讯作者：刘颖慧，教授，研究方向为植物基因工程，email:leely519@126.com资助项目：

7、国家科技重大专项转“2014ZX0800909B”，十二五'农村领域国家科技计划项目“2011BAD06B01”，河北北方学院重大项目“ZD201305”生长素（Auxin）是发现最早、研究最多、在植物体内普遍存在的植物激素。生长素在植物的顶端优势、微管的分化、胚胎的分化、根和茎的形态建成等植物的生长和发育各个阶段都起重要的作用。从分子水平上看，生长素在调节植物生长、发育过程需要一些生长素相关基因的表达和调控，这些基因包括Aux/IAA家族、GH3家族和小的受生长素调控的RNA家族（SAUR），以上的基因家族具有一个共性，即在它们的启

8、动子区都含有被称为生长素应答元件的顺式作用原件元件（TGTCTC）[1]，。生长素应答因子（auxinresponsefactors，ARF）就是一些可以结合顺式应答元件介导生长素信号反应的转录因子家族。作为生长素信号转