两种兰科植物CaM及CML基因家族全基因组分析

作     者：杨前宇 王涛 梁立雄 李潞滨 刘蕾 YANG Qian-yu;WANG Tao;LIANG Li-xiong;LI Lu-bin;LIU Lei

作者机构：中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种国家重点实验室国家林业局林木培育重点实验室北京100091 沈阳农业大学林学院辽宁沈阳110866 

出 版 物：《林业科学研究》 (Forest Research)

年 卷 期：2018年第31卷第6期

页      面：15-25页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 090701[农学-林木遗传育种] 0907[农学-林学] 07[理学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)子课题(2013AA102607-3) 北京市植物资源研究开发重点实验室开放课题(PRRD-2016-ZD1) 

主　　题：小兰屿蝴蝶兰 铁皮石斛 CaM基因家族 CML基因家族 全基因组分析 

摘      要：[目的]探讨Ca M和CML基因家族在兰科植物不同组织和与菌根真菌建立共生关系过程中的潜在功能。[方法]依据已发表的拟南芥Ca M和CML基因家族蛋白序列,利用生物信息学方法对小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组进行搜索,通过多种生物软件或在线工具对Ca M和CML基因家族蛋白序列进行筛选及确定、蛋白结构分析、系统进化分析及结构域预测;利用转录组数据绘制heatmap图,对小兰屿蝴蝶兰不同组织(花、叶、茎、根)及石斛种子与美胞胶膜菌共生条件下Ca M和CML基因家族的表达情况进行分析。[结果]在小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛全基因组中均预测到4个Ca M蛋白和54个CML蛋白;小兰屿蝴蝶兰Ca M及CML家族基因中39个基因没有内含子,19个基因具有内含子;铁皮石斛Ca M及CML基因家族中有41个基因没有内含子,17个基因具有内含子;系统进化分析将小兰屿蝴蝶兰和铁皮石斛Ca M和CML蛋白家族各分为10个亚家族;小兰屿蝴蝶兰中9个基因在叶中的表达相对于花、茎、根为上调表达,2个基因在叶中的表达相对于花、茎、根却为下调表达; 3个基因在花中的表达相对于叶、茎、根为上调表达; 3个基因在花和叶中的表达相对于茎和根为上调表达;铁皮石斛中4个基因在与美胞胶膜菌共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为上调表达; 4个基因在共生萌发文库中的表达相对于非共生文库为下调表达。[结论]Ca M及CML家族基因在兰科植物不同组织具有重要作用,且参与铁皮石斛种子与美孢胶膜菌共生萌发的生物学调控过程。