胡萝卜4CL基因家族的鉴定及分析

Genome-wide Identification and Analysis of Dc4CL Gene Family in Carrot(Daucus carota)

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摘要旨在全基因组水平上鉴定胡萝卜4CL基因,揭示该基因家族成员的理化性质、系统进化、基因结构、组织表达模式及胁迫响应情况,为胡萝卜4CL的功能研究和利用奠定基础.基于AMP结合结构域(PF00501)的隐马尔可夫模型文件,利用HMMER软件对胡萝卜蛋白质数据库进行检索,获得胡萝卜4CL基因(命名为Dc4CL);利用ProtParam分析Dc4CL的理化性质;利用MEGA6对Dc4CL进行系统进化分析;使用GSDS2.0、MEME分析Dc4CL的基因及蛋白结构;利用荧光定量PCR技术对Dc4CL的组织表达模式及胁迫响应情况进行研究.结果表明,胡萝卜基因组中存在12个4CL基因,分别为Dc4CL1～Dc4CL12.Dc4CL基因开放阅读框(ORF)长度为1 350～3 363 bp,编码蛋白质长度为449～1 120 aa,编码蛋白的分子质量和等电点分别为48.92～123.73 ku和5.34～8.82.系统进化分析表明,Dc4CL与其他来自水稻、拟南芥、二穗短柄草、高粱、大白菜的4CL蛋白可分为两个类群.结构分析表明,Dc4CL基因外显子数目为4～11个,其蛋白序列中均含有BoxI(SSGTTGLPKGV)和BoxⅡ(GEICIRG)两个保守序列.荧光定量PCR结果表明,Dc4CL3、Dc4CL12在胡萝卜叶片及肉质根中均有表达,而Dc4CL8主要在叶片中表达,盐胁迫和低温胁迫均使Dc4CL3、Dc4CL8、Dc4CL12的表达降低.总之,胡萝卜的12个Dc4CL基因在影响4CL蛋白功能的关键位点处具有保守性,而在其他位置上存在一定的差异,且部分成员在逆境胁迫应答过程中可能发挥了一定的作用.