番茄YABBY基因家族的生物信息学分析
利用SSR分子标记分析番茄的遗传多样性
摘 要： 简单重复序列（ Ｒ 是进行遗传多样性研究的一种有效分子标记。选用来自国内外的番茄材料共 ３ 份， Ｓ ） ｓ ６ 利用番茄的
Ｓ Ｒ引物进行扩增， Ｓ 采用聚类分析方法对供试材料进 行了遗传 多样性分析 。 ４ ０对 Ｓ Ｒ引物 中筛选到 ２ 对 多态性 高、 从 ０ Ｓ ４ 扩增 稳 定、 重复性好的引物 ， 利用 Ｎ Ｓ Ｓ软件进行聚粪分析结果显 示，６份材料被聚成 ７犬类。 ＴＹ ３ 关键词； 番茄 ；Ｓ 遗传 多样性； Ｓ Ｒ； 聚类分析
原名代码name种名species性状trait来源originla111秘鲁番茄无限小果绿色美国la166契斯曼尼番茄无限小果红色美国la716潘那利番茄无限小果绿色美国la2184醋栗番茄无限小果红色美国la2663克梅留斯基番茄无限小果绿色美国la1306克梅留斯基番茄无限小果绿色美国la1223多毛番茄无限小果绿色被毛美国la1353多毛番茄无限小果绿色被毛美国la1963智利番茄无限小果绿色美国10la2884智利番茄无限小果绿色美国11la1673樱桃番茄无限小果红色美国12la1326小花番茄无限小果绿色美国13普通番茄有限中果粉红色上海14美国大红普通番茄有限大果红色上海15白果普通番茄无限小果绿色上海1621世纪普通番茄无限大果粉红色上海17moneymaker普通番茄无限中果红色澳大利亚18grosselisse普通番茄无限大果红色澳大利亚19tommytoe普通番茄无限小果红色澳大利亚20moneymaker26普通番茄无限中果红色澳大利亚21improvedapollo普通番茄无限大果红色澳大利亚22普通番茄无限小果绿色上海23普通番茄无限大果红色上海24776普通番茄无限大果粉红色沈阳25778普通番茄有限大果粉红色沈阳26roma普通番茄无限大果红色美国27赤丸小粒普通番茄无限小果红色日本28瑞珍小型番茄普通番茄无限小果红色台湾29普通番茄无限大果粉红色上海30云南2号普通番茄有限大果粉红色云南31云南3号普通番茄无限大果粉红色云南32云南4号普通番茄无限大果粉红色云南33云南5号普通番茄有限大果粉红色云南34云南6号普通番茄有限大果粉红色云南35云南7号普通番茄有限大果粉红色云南36云南8号普通番茄有限大果粉红色云南建等
拟南芥和番茄基因组的比较进化研究
拟南芥和番茄基因组的比较进化研究拟南芥和番茄是非常重要的模式植物，在生物学和遗传学研究中都扮演了重要的角色。
这两种植物的完整基因组序列已被测定，为研究它们的基因组和生态学进化提供了广泛的可能性。
本文就是要介绍这两种植物基因组的比较和它们的演化历史。
拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种广泛分布的小型草本植物，在世界范围内都可以找到。
拟南芥的大小和矮生态使它成为理想的模式植物。
因为它的遗传特性已被广泛研究过，所以现在已经具有了完整的基因组序列。
这些研究揭示了拟南芥分子生物学和生态学的深层次知识。
在拟南芥之外，番茄(Solanum lycopersicum)也成为了重要的模式植物之一。
番茄是第二大的蔬菜作物，与其他作物相比，番茄具有良好的遗传多样性和可塑性，这使得它成为了分子生物学和生物技术领域的热点研究对象。
正是因为这样的优势，番茄的基因组被广泛地研究，它的完整基因组序列也在2001年被测定出来。
比较拟南芥和番茄的基因组时，发现它们在进化上有很大的不同。
从染色体数量和大小开始，拟南芥总共有5条染色体，而番茄则有12条染色体。
而且在染色体的结构和形态上，拟南芥的染色体相对较小，也比番茄更均匀。
深入挖掘它们的演化历史，发现它们的共同祖先应该生活在3亿年前。
到了2.88亿年前，这个祖先植物开始经历一次基因组重组，使之分化成分别属于不同门的拟南芥和番茄。
在拟南芥和番茄的基因组中，还可以寻找到一些区别。
拟南芥的基因组中含有非常丰富的基因家族，包括代表性元件、反转录转座子、线性DNA和DNA元件。
同时，也发现拟南芥基因组中有大量的非编码RNA(non-coding RNA)。
此外，拟南芥基因组还有很多复杂的基因互作网络，这些网络控制着植物的生长和发育。
番茄的基因组则相对较为简单，除了MADS-box转录因子家族外，其它的基因家族相对较少，并且也没有大量的非编码RNA。
这表明，虽然这两种植物具有相似的生态特点，但它们具有不同的基因组特征。
番茄由小到大的秘密--番茄基因组学研究又一重要成果
番茄由小到大的秘密--番茄基因组学研究又一重要成果
李颖
【期刊名称】《中国蔬菜》
【年(卷),期】2014(000)011
【摘要】中国农业科学院蔬菜花卉所研究员黄三文领导的国际番茄变异组研究团
队对世界各地的360份番茄种质进行了重测序分析,构建了完整的番茄遗传变异组
图谱,为揭示番茄的进化历史、基因挖掘和分子育种奠定了基础.最新研究成果以长
篇幅论文在线发表于2014年10月13日的《Nature Genetics（自然·遗传学）》杂志.该研究是中国农业科学院蔬菜花卉研究所功能基因组创新团队近年来在《Nature》、《Nature Genetics》、《PNAS》、《PLoS Genetics》等刊物上
发表多篇研究论文后,又-次在国际知名杂志发表的重要研究成果.
【总页数】1页(P95-95)
【作者】李颖
【作者单位】中国农业科学院蔬菜花卉研究所
【正文语种】中文
【相关文献】
1.变异组研究揭示番茄由小变大的秘密 [J],
2.智能管理系统研究的又一重要成果--评《智能财会决策支持系统研究》 [J], 魏
世泽
3.Micro-Tom 番茄矮化微型机制及其在植物功能基因组学研究中的应用 [J], 刘小花;张岚岚;朱长青;陈昆松;徐昌杰
4.中国农科院变异基因组研究揭示“番茄由小到大” [J],
5.利用番茄突变体进行功能基因组学研究 [J], 赵心爱;薛庆中
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2021综述番茄开花诱导、分生组织的分子生物学研究范文
2021综述番茄开花诱导、分生组织的分子生物学研究范文 引言 开花植物（被子植物）作为陆生植物中最大的族群，现已超过了250000种。
开花对于所有开花植物来说是生活史上的一个质变过程，是植物个体发育过程的中心环节；而对于人本身来说，色彩斑斓、气味芬芳的花不仅愉悦了人的身心，种类繁多的种子与果实也为人类提供了丰富的食物。
故研究开花植物的开花过程，阐明其分子生物学上的调控机理无论在理论上还是在应用上都具有重要意义。
Yanofsky 等（1990）在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中首次克隆了花同源异型基因agamous（AG），标志着高等植物花发育研究进入分子遗传学阶段。
从发育生物学角度来看，高等植物经过一段时期的营养生长后，在合适的外界条件（其中重要的有日照长度、光质及温度）下，才能进行由营养生长（vegetativedevelopment）向生殖生长（reproductivedevelopment）的转变，才能开始花的发育。
总的来说，花的发育过程在时间上大致分为4个阶段：（1）开花过渡（flowering transition），植株响应外界环境以及自身信号，由营养生长转向生殖生长，这个过程受一系列与开花时间相关基因的调控；（2）分生组织特征基因激活，植株响应从不同开花时间调控途径而来的信号，激活分生组织特征基因，决定分生组织属性；（3）花器官特征基因的激活，分生组织特征基因激活位于不同区域的花器官特征基因；（4）花器官形态建成，花器官特征基因激活下游的器官形态建成基因，决定组成各器官的特异细胞类型和组织（Jack, 2004）。
番茄（Solanumlycopersicum L.）是很重要的经济作物，同时也是用于双子叶植物花发育机理研究的一个重要模式植物。
通过多年来不断的分子生物学上的深入研究，已有10个与番茄开花诱导及分生组织特征相关的基因被鉴定，将番茄与拟南芥相关基因比较发现两物种在花发育分子生物学上兼具保守性和多样性（表1）。
番茄红素β-环化酶基因(LcyB)启动子调控LcyB RNAi双元载体构建
番茄红素β-环化酶基因(LcyB)启动子调控LcyB RNAi双元载体构建莫爱琼;文了;黎海燕;马丽;万小荣【摘要】根据番茄基因组DNA序列信息设计引物进行PCR扩增了Micro-Tom 中番茄红素β-环化酶(Lycopeneβ-cyclase,LcyB)基因起始密码子上游1 534 bp 启动子区域序列(LcyBp),生物信息学分析表明,该启动子序列中存在TA-TA-盒、CAAT-盒、昼夜节律响应元件Circadian、光响应元件Box Ⅰ、真菌激发子响应元件Box-Wl、低温响应元件LTR、响应赤霉素的作用元件P-box、乙烯响应元件ERE、响应生长素的作用元件TGA-element等顺式作用元件.依据番茄LcyB基因序列,设计2对含有不同酶切位点的特异引物进行PCR扩增LcyB基因3'端特异的276 bp DNA片段,利用RNAi载体pKANNIBAL构建了“LcyB启动子-LcyB基因正义片段(Sense)-PDK内含子-LcyB基因反义片段(Antisense)-OCS终止子”的RNAi表达框,并将这一RNAi表达框插入植物双元表达载体pART27的NotⅠ位点,构建成本研究的LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB.为利用RNAi技术特异性敲除LcyB基因进而提高番茄果实中番茄红素含量奠定实验基础.【期刊名称】《华南师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(048)004【总页数】7页(P50-56)【关键词】番茄;番茄红素β-环化酶(Lycopene β-cyclase,LcyB);启动子;RNAi双元载体【作者】莫爱琼;文了;黎海燕;马丽;万小荣【作者单位】仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225;仲恺农业工程学院生命科学学院,广州510225【正文语种】中文【中图分类】Q945.1番茄红素(Lycopene)具有淬灭单线态氧、清除自由基、诱导细胞间连接通讯、调控细胞增殖等多种功能，尤其是对某些癌细胞增殖的抑制作用比α-胡萝卜素和β-胡萝卜素更强，因而成为现在最受关注的类胡萝卜素色素之一，是目前国际功能食品研究和化妆品与食品添加剂研究的焦点，有希望成为最重要的一个化学防癌物质，对人类健康有重要意义[1-2].在高等植物中番茄红素是由八氢番茄红素脱氢转变而来的，番茄红素的代谢途径主要是其环化反应，特别是番茄红素β-环化酶(Lycopene β-cyclase, LcyB)催化其环化形成β-胡萝卜素，是其主要代谢途径，PECKER等[3]克隆鉴定了番茄中编码番茄红素β-环化酶的LcyB 基因，发现其表达在果实后熟阶段降低，从而利于果实中番茄红素的积累. 目前成功的相关转基因植物报道的工作是在类胡萝卜素合成品种中过表达正向催化番茄红素前体合成的关键酶基因，希望提高转基因植株中番茄红素的含量，但由于向番茄红素合成支路的流向增大，往往导致其它以异戊二烯类化合物为前体的合成途径底物缺乏，而对转基因植株的生长发育造成不利影响[4-5]. 例如组成型表达八氢番茄红素合成酶基因的转基因番茄中，因为与赤霉素的生物合成途径竞争牻牛儿牻牛儿焦磷酸(GGPP)前体导致植株矮化等现象，因而无法应用于农业生产[4]. 2000年以色列科学家利用番茄Beta突变体的研究[6]表明，该突变体果实“后熟”期间番茄红素水平明显低于野生型，进一步研究发现这种突变表型是由于第6染色体上编码番茄红素β-环化酶的LcyB基因高表达所致，即番茄红素环化反应增强，大量转变生成β-胡萝卜素了. 迄今尚无番茄中LcyB基因启动子研究的有关报道.一些小的双链RNA可以高效、特异地阻断体内特定基因表达，使特异mRNA降解，诱使细胞表现出特定基因缺失的表型，这一过程称为双链RNA干扰(Double-stranded RNA interference, 简称RNAi)[7-8]. RNAi作为一种反向遗传学的研究方法，为后基因组时代基因功能的分析提供了一种可靠、快速的应用技术平台. 本实验从新型模式植物微型番茄(Micro-Tom)中克隆LcyB基因5’上游启动子序列，并构建其驱动的特异静默LcyB基因的RNAi植物双元表达载体，为在此基础上利用RNAi技术特异性敲除番茄果实中的LcyB基因，通过阻断番茄果实中番茄红素的环化反应来终止以番茄红素为底物继续进行的代谢途径，进而获得番茄红素高富集的优质番茄奠定实验基础.1.1 植物材料微型番茄(Lycopersicon esculentum,称作Micro-Tom)是一种新型模式植物，其生命周期短，从播种到果实成熟只需约70 d，且生长密度高，可达约1 357株/m2；农杆菌介导的Micro-Tom子叶转化频率高，约达80%；Micro-Tom中只有2个主要基因(Dwarf Gene和Miniature Gene)与普通番茄不同[9-10]. 上述特征大大方便了番茄的突变和转基因，且使基因敲除的应用更为便利. Micro-Tom 种子播种在泥炭土中，生长条件为：光周期，16 h光/8 h暗；温度，25±1 ℃. 萌发生长约20 d后取番茄叶片备用.1.2 Micro-Tom LcyB基因5’上游启动子序列克隆采用SDS法提取Micro-Tom叶片基因组DNA[11]. 根据DNA数据库中报道的番茄基因组DNA序列信息(GenBank Accession No. KP233172)设计一对引物(LcyBp-F: 5’-CGRYCGTTCAGTCGTCTTAGGC-3’和LcyBp-R: 5’-CTCGAGACCATTATAGAGAATG-3’)，以Micro-Tom基因组DNA为模板，进行PCR扩增LcyB基因5’上游启动子序列，将PCR产物克隆到pMD 19-T (Simple) 载体(TaKaRa)上，通过PCR和酶切检测获得阳性克隆(含质粒pMD-LcyBp)后，挑阳性克隆送上海生工生物技术有限公司测序，获得Micro-Tom LcyB基因5’上游启动子序列(命名为LcyBp).1.3 LcyB基因启动子序列的生物信息学分析将上述克隆的Micro-Tom LcyB基因启动子序列在植物顺式作用元件数据库中的信号扫描程序进行生物信息学分析，搜寻该启动子序列中可能响应外界环境刺激和发育信号的顺式作用元件.1.4 LcyB基因启动子驱动的特异静默LcyB基因的RNAi双元表达载体构建构建LcyB基因RNAi植物表达载体时，本研究选用质粒pKANNIBAL作为基本克隆载体. 以引入的Mcr I和Xho I 2个限制性内切酶酶切质粒pMD-LcyBp，获取LcyBp片段替代质粒pKANNIBAL上的CaMV 35S 启动子，构建成含Micro-Tom LcyB基因启动子的中间RNAi质粒pK-LcyBp.根据DNA数据库中报道的番茄LcyB基因序列信息(GenBank Accession No. AEKE02020044)设计引物RNAi-S1(5’-CTCGAGGATCTTGATCCTAAATACTGGC-3’)和RNAi-S2(5’-GGTACCTGACAGTATGTAGCTCTTATCTCAC-3’)、以及RNAi-AS1(5’-AAGCTTGATCTTGATCCTAAATACTGGC-3’)和RNAi-AS2(5’-ATCGATTGACAGTATGTAGCTCTTATCTCAC-3’)扩增LcyB基因3’端276 bp 片段，在上述4条引物5’端分别引入Xho I、Kpn I和Hind III、Cla I酶切位点. 将2个PCR产物分别克隆到载体pMD 19-T (Simple) (TaKaRa)上，通过PCR、酶切检测及测序验证获得阳性克隆(分别含质粒pMD-RNAiS及质粒pMD-RNAiAS).以Xho I和Kpn I 2个限制性内切酶双酶切质粒pK-LcyBp及质粒pMD-RNAiS，分别回收质粒pK-LcyBp的大片段和质粒pMD-RNAiS酶切后的LcyB基因片段，连接构建成中间RNAi质粒pK-LcyBp-RNAiS；以Hind III和Cla I 2个限制性内切酶双酶切pK-LcyBp-RNAiS及pMD-RNAiAS这2个质粒，分别回收质粒pK-LcyBp-RNAiS的大片段和质粒pMD-RNAiAS酶切后的LcyB基因片段，连接构建成中间RNAi质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB.再利用Not I从质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB切下LcyBp::LcyB RNAi表达框插入植物双元表达载体pART27的Not I位点，最后构建成本研究的RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB.2.1 Micro-Tom LcyB基因启动子序列克隆与生物信息学分析根据DNA数据库中报道的番茄基因组DNA序列信息设计一对引物，以Micro-Tom基因组DNA为模板进行PCR扩增，结果扩增出一条约1 500 bp的DNA片段(图1)，将此片段回收后克隆到载体pMD 19-T (Simple)上，通过PCR和酶切检测、筛选，获取含质粒pMD-LcyBp的阳性克隆. 挑阳性克隆送上海生工生物技术有限公司测序，测序结果表明PCR产物为1 551 bp的DNA序列. 对此序列进行BLASTn分析(/Blast.cgi)，结果表明其与GenBank DNA数据库中报道的番茄基因组DNA序列信息完全吻合，说明所克隆的DNA序列为Miro-Tom LcyB基因起始密码子ATG上游启动子区域序列(图2). 将克隆的LcyB基因启动子区域序列在国际植物顺式作用元件数据库PlantCARE[12]中进行生物信息学分析，搜寻该启动子序列中可能的响应发育信号和外界环境刺激的顺式作用元件(图2). 在该启动子序列-137～-132(LcyB基因起始密码子ATG上游)处有典型的TATA-box，核心序列为ATATAA[13]；-107～-104处有CAAT-box，核心序列为CAAT[14]；在-298～-289、-275～-266及-116～-107处有典型的响应昼夜节律的顺式作用元件Circadian，核心序列分别为CAAAAATATC、CAAACACATC及CAAAAGCATC[15]；-326～-320处有光响应元件Box I，保守序列为TTTCAAA[16]；在-783～-778及-315～-310处有真菌激发子(Elicitor)响应元件Box-W1，核心序列为TTGACC[17]；在-712～-707及-383～-378处有低温响应元件LTR，核心序列为CCGAAA[18]；另外，在该启动子序列中存在一些响应几种植物激素的顺式作用元件，如-1 352～-1 346及-920～-914处响应赤霉素的作用元件P-box，核心序列为CCTTTTG[19]；-327～-320处的乙烯响应元件ERE，核心序列为ATTTCAAA[20]；-995～-990响应生长素的作用元件TGA-element，核心序列为AACGAC[13](表1). 序列分析结果表明，所克隆的DNA序列为Micro-Tom LcyB基因起始密码子上游包含各种响应植株发育信号和外界环境刺激的顺式作用元件的启动子区域序列.2.2 LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi双元表达载体构建以限制性内切酶Mcr I和Xho I双酶切质粒pMD-LcyBp，回收LcyBp启动子片段克隆到质粒pKANNIBAL的Mcr I和Xho I位点，替换其中的CaMV 35S 启动子，构建成含番茄LcyB基因启动子的中间RNAi质粒pK-LcyBp. 对构建的载体pK-LcyBp进行PCR和双酶切检测,结果以LcyBp-F和LcyBp-R为引物可特异地扩增出1 551 bp的LcyBp片段，以Mcr I和Xho I 2个限制性内切酶双酶切质粒pK-LcyBp可切下相应大小的DNA片段(图3)，说明载体pK-LcyBp构建正确.以Micro-Tom基因组DNA为模板，分别以RNAi-S1和RNAi-S2以及RNAi-AS1和RNAi-AS2为引物，进行PCR扩增LcyB基因3’端276 bp的DNA片段. 按图4的流程构建LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体. 用限制性内切酶Xho I和Kpn I双酶切质粒pK-LcyBp，将LcyB基因片段用同样的酶从质粒pMD-RNAiS上切下，然后将2个片断用连接酶连接，构建成质粒pK-LcyBp-RNAiS. 用限制性内切酶Hind III和Cla I双酶切pK-LcyBp-RNAiS，并以同样的酶从质粒pMD-RNAiAS上切下LcyB基因片段，再回收2片段并连接，构建成中间RNAi质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB. 再利用Not I从质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB切下LcyBp::LcyB RNAi表达框插入载体pART27的Not I位点，最后构建成Micro-Tom LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB.对构建的载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB进行PCR、酶切及测序检测，结果以LcyBp-F和LcyBp-R为引物可特异地扩增出1 551 bp的LcyBp片段；分别以Xho I/Kpn I和Hind III/Cla I双酶切质粒pART-LcyBp-RNAi-LcyB，均可切下276 bp的LcyB基因片段；以Not I单酶切质粒pART-LcyBp-RNAi-LcyB，得到与预期大小一致的2个片段(图5). 进一步对质粒pART-LcyBp-RNAi-LcyB所有经连接的接合处(Junction Area)进行测序，结果表明，构建质粒的接合处序列都与预期一致，构建过程中未发生碱基插入、缺失等造成的读码框变化. 说明已成功构建Micro-Tom LcyB启动子驱动的LcyB基因RNAi植物双元表达载体(图6).近年来伴随番茄红素重要生理功能的发现，利用基因工程技术改造番茄红素合成途径，提高农作物番茄红素含量的研究成为类胡萝卜素研究领域的新热点. 植物中转入番茄红素合成关键酶同源序列很强的基因非常容易发生基因静默(Gene silencing)，从而会降低番茄红素的含量.RNAi具有高度的特异性，只引起与dsRNA同源的mRNA的降解，在由21～23个核苷酸构成的siRNA(small interfering RNA)中只要改变1个核苷酸，就可以使该siRNA序列不对靶向mRNA起作用[21]. 已有大量研究[7-8, 21-24]证实RNAi可高效特异地抑制特定基因的表达，获得功能性丧失，从而成为研究基因功能的良好工具. 本实验从Micro-Tom中克隆了LcyB基因起始密码子上游1 534 bp的启动子区域序列，利用RNAi中间载体pKANNIBAL构建了“番茄LcyB启动子-LcyB基因正义片段(Sense)-PDK内含子-LcyB基因反义片段(Antisense)-OCS终止子”的结构，并将这一结构以Not I从质粒pK-LcyBp-RNAi-LcyB上切下，插入植物双元表达载体pART27的Not I位点，最后构建成本文的RNAi植物双元表达载体pART-LcyBp-RNAi-LcyB. 故可使将来转基因植物中经转录就形成了具有“LcyB基因正义片段-PDK内含子-LcyB基因反义片段”结构的mRNA，LcyB基因正、反义片段通过链内退火，形成dsRNA，激发RNAi机制，形成siRNA，能够与内源LcyB基因转录的mRNA发生特异性作用，使LcyB基因在转录后水平沉默(PTGS).许多报道的转基因实验中所用的启动子多为组成型启动子，如CaMV 35S，在它的调控下，外源基因在转基因植物中所有的发育阶段和所有的部位都能表达，对于需要组织特异性表达的基因来说，在该启动子调控下表达造成营养浪费而常导致植株生长不良，如上述Fray和Grierson将番茄八氢番茄红素合成酶基因在组成型启动子调控下转入番茄，结果幼果异常生长，植物矮化. 在基因工程研究中对于组织或器官特异性启动子的需求是很大的，也越来越受到研究人员的重视. 因此本研究是采用番茄LcyB基因本身的启动子调控LcyB基因RNAi片段的表达，将可更加特异地阻抑LcyB基因在番茄中的时空表达.【相关文献】[1] 谭新平, 王银娜, 刘昕. 番茄红素与癌 [J]. 天然产物研究与开发, 2001, 13(4): 71-75. 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番茄遗传图谱与基因定位研究进展
ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７２ ７９８３．２０２０．０３．００４番茄遗传图谱与基因定位研究进展杜海东，游 茜，李毅丰，毛秀杰，张 宁，王 帅（河北科技师范学院园艺科技学院，河北秦皇岛，０６６６００）摘要：对国内外关于番茄遗传图谱的构建以及叶色突变、果实质量、果实形态、果实品质、抗病性等重要性状基因定位研究进行了归纳总结，并对今后的研究趋势进行了展望。
关键词：番茄；遗传图谱；基因定位；研究进展中图分类号：Ｓ６４１．２０１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２ ７９８３（２０２０）０３ ００２０ ０６番茄（ＳｏｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍＬ．）是研究植物遗传学、分类学、生理学、分子生物学等学科的重要实验材料。
现阶段番茄育种目标主要集中在：增产量、提品质、多抗性、促早熟等［１］。
但传统育种技术对土地面积需求较大、容易受外界环境条件影响、育种效率低、周期长；而分子标记辅助选择（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＭａｒｋｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＳｅｌｅｃｔｉｏｎ，ＭＡＳ）育种可以在分子水平上直接反应遗传本质的优点，快速、准确地筛选出目标性状，缩短育种时间，加快种质资源创新进程。
分子标记辅助选择育种将会成为现代作物遗传育种的主要潮流，而获得与目的基因紧密连锁的分子标记是分子标记辅助选择育种的重要基础，实现这一目标的主要手段便是构建高密度遗传图谱［２］。
遗传图谱是依据染色体交换与重组，以多态性的遗传标记为“路标”，以标记间重组率为“图距”，确定不同多态性标记位点在每条连锁群上排列顺序和遗传距离的线性连锁图谱［３，４］。
高密度、高分辨率遗传图谱的构建是进行基因定位、基因克隆、基因结构与功能研究和标记辅助选择育种的前提。
构建遗传图谱包括：（１）选择用于建立作图群体的亲本组合；（２）构建研究所需的暂时或永久性作图群体；（３）选择合适的对群体基因型进行鉴定的多态性分子标记；（４）对标记基因型数据进行连锁分析，应用作图软件绘制遗传图谱［５］。
番茄转录因子基因SlYAB2a的克隆、表达及亚细胞定位分析
胡廷章 ， 秦 娟 ， 陈再 刚 ， 黄 小 云
（ 重庆 三峡 学 院 生 命 科 学 与 工 程 学 院 ， 重庆 ４ ０ ４ １ ０ ０）
摘要 ： 为了研究番茄 Ｓ ｌ Ｙ Ａ Ｂ ２ ａ基 因 的功 能及 其 在 番 茄 生 长 发 育 中 的分 子 机 理 ， 以番茄 的 ｅ Ｄ Ｎ Ａ为模 板 ， 利用 Ｒ Ｔ — Ｐ Ｃ Ｒ技术从番茄中克隆到 Ｓ ｌ Ｙ Ａ Ｂ ２ ａ基 因 ， 该 基 因 编 码 的 蛋 白质 由 １ ９ ２个 氨 基 酸 残 基 组 成 ， 蛋 白质 的 分 子 量 为 ２ １ ． ３ ５
ｄ ｏ ｌ： １ ０ ． ７ ６ ６ ８ ／ ｈ ｂ ｎ ｘ ｂ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ６ ． ０ １ ２
Ｃｌ ｏ ｎ ｉ ｎｇ， Ｅｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｓ ｕｂ ｃ ｅ ｉ ｌ ｕｌ ａ ｒ Ｌｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ０ ｆ ＳＺ ｌ ， ＡＢ２ ａ Ｇｅ ｎ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｔｏ ｍａ ｔ ｏ
Ｈ Ｕ Ｔ ｉ ｎ ｇ ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ， Ｑ Ｉ Ｎ Ｊ ｕ ａ ｎ ， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｚ ａ ｉ ｇ ａ ｎ ｇ ， Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｘ ｉ ａ ｏ ｙ ｕ ｎ
玉米YABBY基因家族的全基因组鉴定与分析
江苏农业学报(Jiangsu J.of Agr.Sci.),2014,30(6):1267~1272h ttp://www.js n y x 葛 敏,吕远大,张体付,等.玉米YABBY 基因家族的全基因组鉴定与分析[J].江苏农业学报,2014,30(6):1267⁃1272.doi:10.3969/j.issn.1000⁃4440.2014.06.013玉米YABBY 基因家族的全基因组鉴定与分析葛 敏, 吕远大, 张体付, 李 坦, 张晓林, 赵 涵(江苏省农业科学院农业生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014)收稿日期:2014⁃05⁃25基金项目:江苏省农业科技自主创新基金项目[CX(12)2032]作者简介:葛 敏(1986⁃),女,湖北当阳人,硕士,研究实习员,研究方向为作物遗传育种㊂(E⁃mail)gemin8614@通讯作者:赵 涵,(Tel)025⁃84390751;(E⁃mail)zhaohan@ 摘要: YABBY 基因家族作为植物特有的转录因子家族,在调控植物侧生器官发育中发挥重要作用㊂本研究利用玉米全基因组数据分析玉米YABBY 基因家族,阐明该基因家族成员结构㊁系统进化发育关系以及基因家族成员在玉米不同组织及不同发育时期的表达谱㊂结果显示,玉米参考基因组中存在13个YABBY 基因,命名为ZmY⁃ABBY1~ZmYABBY13,根据系统发育关系和序列相似性将该基因家族分为4亚类S1~S4㊂RNAseq 数据显示玉米YABBY 基因在籽粒㊁茎和茎端分生组织(Shoot apical meristem,SAM)㊁幼胚及叶片中有较高表达,预示玉米YABBY 基因可能在上述器官发育中发挥调控作用㊂本研究结果为进一步解析该基因家族的功能奠定了研究基础㊂关键词: 玉米;YABBY ;转录因子;表达谱中图分类号: S634.3 文献标识码: A 文章编号: 1000⁃4440(2014)06⁃1267⁃06Genome⁃wide identification and analysis of YABBY gene family in maize GE Min, LÜYuan⁃da, ZHANG Ti⁃fu, LI Tan, ZHANG Xiao⁃lin, ZHAO Han(Institute of Agro⁃biotechnology /Provincial Key Lab of Agro⁃biology ,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences ,Nanjing 210014,China ) Abstract : YABBY gene family,as a group of plant⁃specific transcription factors,is involved in the development of lateral organs in plants.Based on maize V3genome sequence,a genome⁃wide overview of gene family in maize was presen⁃ted,including the gene structures,phylogeny,and mRNA expression atlas in 18different development stages.The analy⁃ses have revealed 13YABBY genes existing in maize genome,named ZmYABBY1-ZmYABBY13.According to the phyloge⁃netic relationships and sequence similarity,the gene family was divided into 4subgroups (S1-S4).YABBY gene expres⁃sion profiling analysis showed that some genes were highly expressed in developing seed,stem and shoot apical meristem (SAM),embryo and leaf,suggesting YABBY genes may play an positive role in the development of these tissues.The pre⁃liminary genomics analysis lays a foundation for future functional dissection of YABBY family gene.Key words : maize;YABBY ;transcription factor;expression profiling 背腹(Adaxial /Abaxial)极性是植物侧生器官发育形成过程中建立的主要极性之一,在植物生长发育中起着重要作用[1⁃2]㊂对模式植物拟南芥YABBY基因家族的研究发现,YABBY 基因在背腹极性的建立㊁叶片扩展及花器官的发育中扮演重要角色[3⁃4]㊂YABBY 转录因子家族是锌指蛋白超家族(Zinc fin⁃ger super⁃family)的亚家族,含有2个结构域:位于N端的锌指结构域(C 2C 2)和位于C 端与HMG box 相似的 螺旋⁃环⁃螺旋”结构域(又称YABBY 结构域)[5]㊂YABBY 基因家族在双子叶植物中研究得较为清楚㊂目前拟南芥YABBY 基因家族有6个成员:7. All Rights Reserved.FILAMENTOUS FLOWER(FIL)㊁CRABS CLAW (CRC)㊁INNER NO OUTER(INO)㊁YAB2㊁YAB3和YAB5[6⁃9],以上基因在侧生器官发育中发挥不同作用㊂FIL参与花器官的发育[7],CRC参与蜜腺和心皮极性的形成[8],INO对外部珠被的发育极为重要[9]㊂系统进化分析表明FIL和YAB3的亲缘关系很近,这可能源于基因的复制,并且这2个基因均在发育器官初始原基的远轴面细胞表达,决定远轴面细胞的命运㊂相对于拟南芥其他YABBY基因,YAB2和YAB5与FIL/YAB3亲缘关系更近[10]㊂拟南芥双突变体(filyab3)㊁三突变体(filyab3yab5)和四突变体(filyab3yab5yab2)会导致花器官发育异常,叶片极性丧失呈辐射状,茎端分生组织(Shoot apical mer⁃istem,简称SAM)发育异常[11⁃13]㊂随后在金鱼草㊁番茄㊁白菜等双子叶植物中也发现YABBY基因家族成员,其与拟南芥YABBY基因功能相似[5,14⁃15]㊂YABBY基因家族在单子叶植物中研究相对较少㊂目前水稻基因组中有8个YABBY基因:DL (DROOPING LEAF)㊁OsYABBY1~OsYABBY7[16]㊂其中DL基因功能研究深入,DL突变体花器官心皮发育为雄蕊,叶片不能形成中脉[17];水稻中OsYABBY1与其他YABBY基因不同,其可能参与调控一些特定细胞类型(例如厚壁组织细胞)的分化,但与侧生器官发育的极性调控无关㊂根据FIL㊁YAB2㊁YAB3保守结构域序列在玉米中同源克隆到zyb9和zyb14,这2个基因仅在叶原基近轴面表达,可能参与调控玉米叶片发育[10]㊂此外国内学者在小麦中分离到2个YABBY基因:TaYAB1和TaCRC,可能在小麦背腹极性建立中发挥重要转录调控作用[18]㊂本研究基于最新版玉米基因组数据鉴定玉米YABBY转录因子家族,拟从3个方面阐明该家族:基因家族成员结构㊁系统进化发育关系以及基因家族成员在玉米不同组织及不同发育时期的表达谱,以期鉴定玉米基因组中所有YABBY基因,并初步分析该基因家族的结构和功能㊂1 材料与方法1.1 基因组数据基因组数据为最新版(V3)玉米自交系B73参考基因组数据(/Zea_ mays/Info/Index);拟南芥YABBA基因家族蛋白序列来自PlantTFDB(Plant transcription factor database V3.0)数据库;玉米自交系B73不同组织及不同发育时期的RNA⁃Seq数据来自NCBI SRA数据库(ht⁃tp:///sra),编号分别为SRR404131~SRR404132㊁SRR404139~SRR404150㊁SRR404152~SRR404156㊁SRR404158~SRR404164㊁SRR404171~SRR404200㊁SRR404202~SRR404203㊂1.2 玉米YABBY基因家族的鉴定YABBY基因家族具有相对保守的结构域(锌指和YABBY结构域)㊂鉴于此,我们利用Pfam数据库构建YABBY家族的隐马尔科夫模型文件(YABBY.hmm,PF04690),并利用HMMER3.0软件包中的hmmersearch程序对玉米B73全基因组进行比对搜索,以获取玉米基因组中包含上述2个保守结构域的所有基因㊂随后,利用初筛的玉米YABBY家族序列,重新构建该家族Hmm模型文件,重新比对进而获得更为全面的全基因组YABBY基因家族信息㊂所有YABBY基因均进一步通过PlantTFDB㊁NCBI CDD(Conserved domain da⁃tabase)数据库验证㊂验证后的YABBY基因家族通过自行编写的Perl程序,解析并释放出每个成员的基因组位置信息㊂由于玉米V3注释数据是来自于不同策略所获得的基因集合,其中存在一定的冗余现象㊂鉴于此,我们通过基因组对应的位置以及序列相似性对最终所鉴定的YABBY基因进行了去冗余处理㊂1.3 拟南芥和玉米YABBY基因家族的系统发育分析 为探究YABBY基因家族内的进化关系,我们将拟南芥和玉米YABBY基因家族进行了一个合并的系统进化分析㊂首先利用ClustalX软件对玉米和拟南芥YABBY基因家族进行多重序列比对,并进行人工校正㊂随后,利用MEGA6.0软件,使用邻近法(Neighbor⁃joining algorithm)对YABBY家族构建系统发育进化树,Bootstrap值设为1000次重复以获得更为可靠的分支聚类㊂1.4 玉米YABBY基因家族表达谱分析为了进一步解析玉米YABBY基因家族的表达模式,我们利用玉米B73不同组织及不同发育时期RNA⁃Seq数据,系统分析其家族成员在玉米B73中的表达谱模式㊂首先,所有RNA⁃Seq数据均进行了预处理,主要包含低质量Q20(Phred值≥20即1%的错误率)清理㊁Reads读长(L≥408621江苏农业学报 2014年第30卷第6期. All Rights Reserved.bp)过滤㊁rRNA及病毒序列过滤,从而获得高质量序列(Cleaned reads)㊂随后利用Tophat2程序将序列比对到玉米V3参考基因组㊂进一步利用eX⁃press程序解析比对结果,统计分析获得YABBY基因家族成员相应的表达量(FPKM值,fragments per kilobase of exon per million fragments mapped)㊂最后,利用MEV4.9软件绘制YABBY基因家族的Heatmap图,并分析表达模式㊂2 结果与分析2.1 玉米YABBY基因家族的鉴定和分析利用HMMER3.0软件共比对搜索到31条蛋白序列,经PlantTFDB㊁NCBI CDD数据库验证所有蛋白均为YABBY蛋白㊂通过去冗余处理,这31个蛋白分别对应13个基因㊂将这13个玉米YABBY基因命名为ZmYABBY1~ZmYABBY13,基本信息如表1所示㊂经HMMER软件比对所得YABBY蛋白全序列和保守结构域对应的E值均很低,说明鉴定结果可信度高㊂蛋白长度为160~320aa,差异较小㊂玉米YABBY基因在第1染色体上分布最多,为4个;在第5染色体上分布次之,为3个;在第7染色体上分布2个ZmYABBYs;另外第2条㊁第3条㊁第9条和第10条染色体上各分布1个ZmYABBY基因㊂表1 玉米YABBY基因家族Table1 YABBY gene family in maize基因名称V3版基因名称蛋白全序列比对E值保守结构域比对E值蛋白长度(aa)染色体起止位点(bp)ZmYABBY1GRMZM2G088309 3.4e⁃66 2.1e⁃37205126576546~26581707 ZmYABBY2GRMZM2G141955 2.1e⁃69 6.4e⁃682061175665423~175671655 ZmYABBY3GRMZM2G167824 2.7e⁃68 2.1e⁃373201225097097~225102315 ZmYABBY4GRMZM2G085873 5.3e⁃68 2.1e⁃371601*********~260427079 ZmYABBY5GRMZM2G054795 4.7e⁃59 2.1e⁃37254223380099~23382093 ZmYABBY6GRMZM2G116646 2.3e⁃58 3.3e⁃68216389439022~89445313 ZmYABBY7GRMZM2G074124 2.3e⁃50 2.5e⁃69192516146472~16181777 ZmYABBY8GRMZM2G074543 2.3e⁃50 2.1e⁃37314523592937~23597115 ZmYABBY9GRMZM2G529859 1.3e⁃43 2.1e⁃372235189249290~189252175 ZmYABBY10GRMZM2G106204 2.7e⁃27 3.8e⁃6616976315293~6328611 ZmYABBY11GRMZM2G046829 5.5e⁃22 2.1e⁃371767159501156~159503146 ZmYABBY12GRMZM2G102218 2.3e⁃20 2.1e⁃373089146951299~146956590 ZmYABBY13GRMZM2G005353 1.1e⁃06 2.1e⁃3726810133133767~1331364012.2 玉米YABBY结构域的多重序列比对和结构特征 利用ClustalX软件对玉米YABBY基因家族进行多重序列比对,抽取所含的2个保守结构域锌指结构域和YABBY结构域进行观察分析(图1)㊂图1中蛋白顺序按氨基酸序列相似性进行排列,黑色背景的氨基酸序列完全一致,灰色背景氨基酸序列非常相似,由此可见以上2个结构域都很保守㊂锌指结构域包含C2C2保守基序,能构成C2C2型单锌指结构;YABBY结构域相似性极高,某种程度上预示该结构域可能执行特定的功能㊂从图中可见YAB⁃BY家族中含2个特殊蛋白:ZmYABBY4和ZmYAB⁃BY9,其在锌指结构域前端存在一定程度的缺失, YABBY结构域完整㊂经全基因组扫描和多次验证以上2个蛋白均为YABBY蛋白㊂这2个蛋白是否能形成有功能的结构域将在后续的基因功能验证上进一步探究㊂2.3 拟南芥和玉米YABBY基因家族的系统发育分析 根据拟南芥和玉米YABBY基因家族序列相似性和系统发育进化树(图2)的拓扑结构,将玉米和拟南芥YABBY基因分为4个亚类(subgroup)S1~S4㊂9621葛 敏等:玉米YABBY基因家族的全基因组鉴定与分析. All Rights Reserved.I:锌指结构域(C2C2型);II:YABBY结构域㊂黑色背景的氨基酸序列完全一致;灰色背景的氨基酸序列非常相似㊂*表示C2C2型锌指结构㊂图1 玉米YABBY蛋白保守结构域分析Fig.1 Conserved motif analysis of YABBY proteins in maizeS1亚类包含9个基因,4个拟南芥基因(FIL㊁YAB2㊁YAB3和YAB5)和5个玉米基因(ZmYABBY3㊁ZmY⁃ABBY5㊁ZmYABBY8㊁ZmYABBY9㊁ZmYABBY13),5个玉米基因与拟南芥FIL/YAB3类基因同源性高㊂前人根据FIL㊁YAB2和YAB3保守序列同源克隆得到的zyb9和zyb14基因在本研究中对应ZmYABBY8和ZmYABBY13[10]㊂S2亚类包含4个基因,均为玉米基因(ZmYABBY2㊁ZmYABBY4㊁ZmYABBY6㊁ZmYABBY7),这4个基因不与拟南芥任何基因同源,预示其可能为玉米进化中的一个特有分支㊂S3亚类包含3个基因,1个拟南芥基因CRC和2个玉米基因(ZmYABBY1㊁ZmYABBY12)㊂S4亚类包含2个基因,1个拟南芥基因INO和1个玉米基因ZmYABBY11㊂此外,玉米基因ZmYABBY10不属于任何一个亚类独立出来㊂2.4 玉米YABBY基因家族表达谱分析对玉米不同组织及不同发育时期RNA⁃Seq数据进行预处理和统计分析后,获得了YABBY基因家族成员对应表达量的FPKM值,最后根据FPKM值利用MEV4.9软件绘制出该家族表达量的Heatmap图谱(图3)㊂图中结果显示,玉米YABBY基因家族成员主要在籽粒㊁茎和茎端分生组织(SAM)㊁幼胚及叶片中有较高表达,在胚乳及根部表达较低㊂约69%(9/13)的ZmYABBYs在授粉10d后的籽粒中表现出最高的表达量,在V3时期茎和SAM及授粉16d后幼胚中约有46%(6/13)的ZmYABBYs具有最高的表达量,约23%(3/13)的ZmYABBYs在V9时期第13片叶中表现出最高的表达量㊂随授粉后天数的推迟(授粉后10d㊁12d㊁14d㊁16d)在籽粒中具最高表达量的ZmYABBYs基因数目递减(9㊁7㊁5㊁4),说明在授粉后初期ZmYABBYs在籽粒中表达活跃㊂ 从图3可见,玉米YABBY基因家族成员表达模式相似性较高,特别是S1和S3亚类成员表达模式相似性很高㊂S1亚类5个基因在授粉16d后幼胚中均有最高表达,部分基因在籽粒㊁茎和SAM中有最高表达,此种表达模式是S1亚类所特有的㊂S3亚类2个基因在授粉10d㊁12d㊁14d和16d后的种子中均有最高表达,表达模式相似性高㊂本研究发现玉米YABBY基因家族中ZmYABBY6在多个组织及发育时期有最高表达(萌发和授粉后籽粒㊁茎和SAM㊁多个时期叶片),在胚乳和幼胚中也有较高表达,图谱18个不同时期组织中该基因仅在根部不表达㊂此外ZmYABBY2和ZmYABBY10在不同时期及组织中表达范围也较广㊂相反S1亚类ZmYABBY5仅在幼胚中表达且表达量最高,在其他组织中几乎不表达㊂0721江苏农业学报 2014年第30卷第6期. All Rights Reserved.图2 拟南芥和玉米YABBY蛋白系统进化关系及分类Fig.2 Phylogenetic relationships and subgroup designations in YABBY proteins from Arabidopsis andmaizea:萌发24h后种子;b:V3时期茎和SAM;c:V9时期第13片叶;d:V9时期第11片叶;e:V9时期幼叶;f:VT时期第13片叶;g:R2时期第13片叶;h:V5时期叶尖;i:授粉10d后种子;j:授粉14d后种子;k:授粉12d后种子;l:授粉16d后种子;m:授粉14d后胚乳;n:V9时期第8片叶;o:授粉12d后胚乳;p:播种6d后初始根;q:授粉16d后胚乳;r:授粉16d后幼胚㊂图中黑白颜色深浅表示表达量的高低,白色表示不表达,黑色表示最高表达㊂图3 玉米YABBY基因家族表达模式分析Fig.3 Expression patterns of YABBY genes in maize3 讨论本研究在玉米基因组中共鉴定YABBY基因13个,分布于玉米7条染色体,YABBY基因在第1染色体上分布最多㊂YABBY基因家族所含结构域具有较高的保守性,预示着YABBY基因具有功能的相似性;1721葛 敏等:玉米YABBY基因家族的全基因组鉴定与分析. All Rights Reserved.同亚类玉米YABBY蛋白序列一致性强,且某些氨基酸排列方式是该亚类所特有的,预示着同亚类成员可能具有功能特异性;蛋白ZmYABBY4和ZmYABBY9虽然在锌指结构域的前端存在缺失,但在系统进化树中分别属于S2和S1亚类并且在表达谱分析中这2个基因均有表达,并非假基因,说明这2个基因的确为YABBY基因并且这种结构上存在缺失的基因为玉米YABBY基因的进化提供了另外一种可能㊂系统进化关系分析表明:S1㊁S3和S4亚类玉米YABBY基因分别与拟南芥FIL/YAB3类㊁CRC和INO基因同源,预示玉米YABBY基因与同亚类拟南芥YABBY基因间可能存在功能的相似性;此外玉米YABBY基因存在一个不与拟南芥YABBY基因同源的特有分支(S2亚类),在表达谱分析中发现该亚类基因ZmYABBY2和ZmYABBY6在多个组织中均有最高表达,特别是ZmYABBY6,是YABBY基因家族中表达范围最广的一个基因,以上结果预示在系统进化中玉米YABBY基因可能按物种特异性的方式进行了扩张㊂表达谱分析表明:玉米YABBY基因在茎和茎端分生组织㊁叶片中表达较高,这与前人研究结果一致[6⁃9],说明玉米YABBY基因可能参与调控叶原基的发育及叶片背腹极性的建立㊂与前人研究结果不同的是,玉米YABBY 基因在授粉后的种子和幼胚中表达量高,预示玉米YABBY基因可能在种子发育中也发挥调控作用㊂现代玉米高产育种的主要选择性状之一就是植株要具有紧凑株型以增强高密度种植耐性并提高群体光合效率㊂已有的研究表明YABBY基因家族可能参与调控叶与茎秆之间的角度[10]㊂本研究对玉米YABBY 基因家族进行了鉴定和初步分析,具体阐明该基因家族功能还需后续实验来验证,如通过过量表达基因㊁寻找突变体来进一步解析基因引起的表现型改变㊂参考文献:[1] BOWMAN J L.The YABBY gene family and abaxial cell fate[J].Curr Opin Plant Biol,2000,3(1):17⁃22.[2] REINHARDT D,FRENZ M,MANDEL T,et al.Microsurgicaland laser ablation analysis of leaf positioning and dorsoventral pat⁃terning in tomato[J].Development,2005,132(1):15⁃26.[3] YAMADA T,YOKOTA S,HIRAYAMA Y,et al.Ancestral ex⁃pression patterns and evolutionary diversification of YABBY genes in angiosperms[J].Plant J,2011,67(1):26⁃36. 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All Rights Reserved.。
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东 北 农 业 大 学 学 报 Journal of Northeast Agricultural University
48(10): 11~19
网络出版时间 2017-11-14 13:27:35
[URL] /kcms/detail/23.1391.S.20171114.1327.008.html
Abstract: YABBY gene family is a kind of plant- specific transcription factor and plays an important
role in the regulation of plant leaf and floral organ development. In this study, nine YABBY genes were identified in tomato, which were distributed on chromosomes 1, 5, 6, 7, 8, 11 and 12. The phylogenetic tree of YABBY gene family was constructed using MEGA software and divided into four subgroups among
October 2017
番茄 YABBY 基因家族的生物信息学分析
陈秀玲，刘思源，孙 婷，刘智琛，陶金宝，赵迎新，傲雪*
（ 东北农业大学园艺园林学院，哈尔滨 150030 ）
摘
要：YABBY 基因家族是植物特有转录因子，与植物形态有关，在植物叶和花器官发育过程中起重要调控
作用。试验在番茄基因组范围内鉴定出 9 个 YABBY 基因家族成员，分别位于第 1、 5、 6、 7、 8、 11 和 12 号染色 体。利用 MEGA 程序对番茄、拟南芥、大白菜和玉米 YABBY 基因家族作进化分析，进化树可分为四个亚组；利用 序保守，经鉴定所有 SlYABBYs 均具有 C2C2 锌指结构域及 YABBY 结构域。运用 plantCARE 软件分析顺势作用元件 GSDS 程序分析基因结构保守性，显示 SlYABBY 基因内含子保守 5~6 个；MEME 程序作基序分析，显示 SlYABBY 基 发现，在番茄 YABBY 基因上游 1 000 bp 序列中存在多个应答不同生物和非生物胁迫的顺式作用元件，且种类和数
Lycopersicum esculentum, Arabidopsis thaliana, Brassica pekinensis and Zea mays. Using GSDS program
to analyze the conservatism of the gene structure showed that the numbers of SlYABBY gene introns were 56. Conservative motifs were analyzed using MEME and indicates that all SlYABBY contains C2C2 zinc finger structure domain and YABBY domain. Cis-elements were analyzed using plantCARE website and it
收稿日期：2017-09-05
点实验室大学生科技创新项目 （NEAU-HC-UNDS-201633）
基金项目：黑龙江省自然科学基金 （C2016027） ； 黑龙江省博士后基金 （LBH-Z12044） ；农业部东北地区园艺作物生物学与种质创制重
作者简介：陈秀玲 （1981-） ，女，助理研究员，博士, 研究方向为植物分子生物学。E-mail: xiuling.chen@ *通讯作者：王傲雪，教授，博士生导师，研究方向为植物分子生物学。E-mail: axwang@
Bioinformatics analysis on YABBY gene family in tomato/CHEN Xiuling, LIU
Siyuan, SUN Ting, LIU Zhichen, TAO Jinbao, ZHAO Yingxin, WANG Aoxue(School of Horticulture and Landscape Architecture, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)
目不同，表明其作用于番茄生长发育和逆境胁迫过程。基因功能预测和蛋白-蛋白网络分析表明，番茄 YABBY 家族 对根、茎、叶、花、蜜腺、心皮、胚珠等部位发育具有重要调控作用。番茄 YABBY 基因家族表达分析发现 SlYABBY1、SlYABBY3 和 SlYABBY4 在根、茎、花、叶及果实中均无表达，SlYABBY2 和 SlYABBY9 表达具有较强组织 特异性，为番茄 YABBY 基因功能研究提供参考。 关键词：YABBY 基因家族；番茄；生物信息学；进化分析；基因功能 中图分类号：S641.2；Q78 文献标志码：A 文章编号：1005-9369 （2017） 10-0011-09
陈秀玲, 刘思源, 孙婷, 等 . 番茄 YABBY 基因家族的生物信息学分析[J]. 东北农业大学学报, 2017, 48(10): 11-19. Chen Xiuling, Liu Siyuan, Sun Ting, et al. Bioinformatics analysis on YABBY gene family in tomato[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2017, 48(10): 11-19. (in Chinese with English abstract)