甜瓜轉(zhuǎn)錄因子全基因組預(yù)測及ARF轉(zhuǎn)錄因子家族分析.pdf

1、甜瓜(Cucumis melo.L)屬于葫蘆科甜瓜屬，是主要的園藝作物之一，在全世界都有廣泛的種植，具有十分重要的經(jīng)濟價值。轉(zhuǎn)錄因子參與了許多重要的調(diào)控過程，是功能基因組學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。2012年甜瓜基因組測序的完成以及數(shù)據(jù)庫的建立為全基因組預(yù)測、分析轉(zhuǎn)錄因子家族提供了機遇。本研究在全基因組水平上預(yù)測了甜瓜轉(zhuǎn)錄因子家族基因，篩選出了可用于轉(zhuǎn)錄因子基因定量表達(dá)分析的內(nèi)參基因，并重點分析了ARF家族的特征，獲得了以下研究結(jié)果：

2、　　 ⑴從Pfam數(shù)據(jù)庫中下載了46個轉(zhuǎn)錄因子家族的隱馬兒科夫模型，同時自己建立了10個轉(zhuǎn)錄因子家族的隱馬兒科夫模型，利用這些模型在甜瓜全基因組上共鑒定出56個轉(zhuǎn)錄因子基因家族，包含1558個轉(zhuǎn)錄因子基因。成員數(shù)量排在前10位的轉(zhuǎn)錄因子家族分別是bHLH(133)、ERF(126)、bZIP(116)、MYBrelated(107)、C2H2(94)、NAC(82)、MYB(76), G2-like(65), WRKY(60), NF

3、-YC(52)。
　　 ⑵對甜瓜全基因組中的15個ARF轉(zhuǎn)錄因子家族基因特征進行了分析。甜瓜ARF家族基因中內(nèi)含子的數(shù)量為2～21個，大部分基因有10～20個內(nèi)含子，存在3種轉(zhuǎn)錄模式;甜瓜ARF編碼蛋白的N端含有保守的DNA結(jié)合域，家族基因可以根據(jù)蛋白序列特征分為3類。
　　 ⑶選取了ACT7、GAPC2、RAN、RPL、RPL2、ADP、TUA、EF1α、RPL36aA、PP2A、UBC2、ACT、18SrRNA、UB

4、I-ep14個候選內(nèi)參基因，用RT-qPCR檢測了其在生物脅迫（枯萎病、根腐病和細(xì)菌性果斑?。?、非生物脅迫（干旱、低溫和鹽脅迫）、植物生長調(diào)節(jié)劑處理（GA、NAA、ABA、SA，MeJA，乙烯）的根和葉中，及果實不同發(fā)育階段下表達(dá)水平，利用GeNorm、NormFiner和BestKeeper軟件系統(tǒng)分析了這些候選內(nèi)參基因表達(dá)的穩(wěn)定性。GeNorm分析表明:在所有樣品中ADP和UBI-ep表達(dá)最為穩(wěn)定;在根中ADP和RAN表達(dá)最為穩(wěn)定;

5、在葉片中GAPC2和RAN表達(dá)最為穩(wěn)定;在生物脅迫中TUA和ACT表達(dá)最為穩(wěn)定;在非生物脅迫下ADP和RPL表達(dá)最為穩(wěn)定;在植物生長調(diào)節(jié)劑處理的葉片中RAN和ACT表達(dá)最為穩(wěn)定;在甜瓜果實發(fā)育過程中，RAN和PP2A表達(dá)最為穩(wěn)定。NormFinder分析表明，除了在根中RPL和果實中RAN表達(dá)最為穩(wěn)定外，在其它實驗條件和器官中都是ADP表達(dá)最為穩(wěn)定。在BestKeeper分析中，候選內(nèi)參基因的整體表現(xiàn)穩(wěn)定的是18 SrRNA、RPL和R

6、AN。
　　 ⑷用篩選出的RAN為內(nèi)參，分析了ARF家族基因人工授粉和CPPU處理后果實不同發(fā)育階段的表達(dá)(0d、7d、14d、21d、27 d、31 d)，發(fā)現(xiàn)，MELO3C011372、MELO3C014232、MELO3C019801、MELO3C025777在果實發(fā)育過程中顯著上調(diào)表達(dá)，MELO3C002771、MELO3C003768、 MELO3C005761、MELO3C025070、MELO026161的表達(dá)顯著

7、下調(diào)。MELO3C025758、MELO3C007251、MELO3C007104、MELO3C03938在人工授粉和CPPU處理后的果實發(fā)育過程中表現(xiàn)出了不同的表達(dá)模式，其中，MELO3C025758、MELO3C007251在人工授粉果實中的表達(dá)顯著高于CPPU處理，MELO3C007104、MELO3C03938卻顯著下降，表明，MELO3C007104、MELO3C03938可能參與了對CPPU信號的響應(yīng)，從而調(diào)控甜瓜果實的單性