农业生物技术学报

作者：马瑞芳, 陈家璐, 刘笑雨, 朱丰晓, 阮诗雨, 喻珮瑶, 张智俊

单位：浙江农林大学 省部共建亚热带森林培育国家重点实验室/林业与生物技术学院,杭州311300

关键词：毛竹,锌指同源结构域(ZF-HD),转录因子,基因分析,功能鉴定,

基金：国家自然科学基金(31770721); 浙江省自然科学基金(LY14C160009)

锌指同源结构域(zinc finger-homeodomain, ZF-HD)是一种同源异形盒蛋白家族,是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育和响应非生物胁迫中发挥着重要作用。为探究ZF-HD基因家族在毛竹(Phyllostachys edulis)生长发育中的功能,基于毛竹基因组和相关转录组数据,运用生物信息学的方法,分析ZF-HD家族的理化性质、系统进化关系、基因蛋白结构以及表达模式等。研究结果表明：毛竹基因组中含有23个ZF-HD成员,其中内含子数较少(1~2个),基因结构和基序均相对保守。该家族蛋白序列存在不同结构域,含有可以和DNA结合的同源域(homeodomain, HD)和锌指(zinc-finger, ZF)两个结构域;系统进化树显示ZF-HD家族可分为6类亚族;结合多序列比对和同源模建分析结果,毛竹ZF-HD属于C2H2类型的类锌指结构域超基因家族。上游启动子序列中含有多个激素应答相关顺式作用元件;共线性分析可知毛竹与水稻(Oryza sativa)之间的共线性关系高于毛竹与拟南芥(Arabidopsis thaliana)之间的共线性关系,且存在基因复制倍增事件;结合基因本体(Gene Ontology, GO)富集,分析不同激素处理条件下以及笋芽发育不同阶段RNA-seq数据,发现毛竹ZF-HD可响应外源赤霉素(gibberellin, GA)和萘乙酸(naphthalene acetic acid, NAA)的调控;笋期部分基因家族成员的高表达,提示其可能参与了竹笋快速生长发育过程。本研究结果将有助于揭示ZF-HD基因家族在毛竹快速生长发育中的生物学功能。

来源：2020年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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