基于小豆全基因组的WRKY转录因子的鉴定

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小豆是我国重要的小宗粮豆类作物之一,是我国欠发达地区农民增收的重要作物。然而,由豇豆单胞锈菌(Uromyces vignae)引起的小豆锈病严重影响了小豆的产量和品质。本研究小组前期利用转录组技术分析发现锈菌侵染可诱导多个WRKY转录因子上调表达,因此,为明确小豆WRKY转录因子在抗锈病中的作用,本研究以小豆全基因组数据为参考,利用生物信息方法分析了小豆基因组中WRKY转录因子的数量及其序列特征。研究结果表明,小豆WRKY基因家族包含114个成员,根据WRKY结构域数量和锌指结构特征,可将114个成员分为GroupⅠ、GroupⅡ、GroupⅢ等3个亚族,其中GroupⅠ有23个成员,其序列特征为C-端和N-端各包含1个WRKY及1个锌指结构;GroupⅡ有76个成员,包含1个WRKY结构域和1个C2H2型锌指结构;GroupⅢ有15个成员,包含1个WRKY结构和1个C2HC型锌指结构。结合小豆和拟南芥全部WRKY转录因子构建系统发育树表明,小豆WRKY基因家族的GroupⅡ亚族可进一步分为Ⅱa(12个)、Ⅱb(19个)、Ⅱc(25个)、Ⅱd(12个)和Ⅱe(8个)等5个亚类。WRKY结构域序列特征分析显示,小豆WRKY成员的绝大多数都含有保守的WRKYGQK七肽域和锌指结构(CX4-5CX22-23HXH或CX7CX23HXC),但部分成员存在个别位点的突变,包括WRKY七肽域第2、5、6及7位点的突变(WKKYGQK、WRKYGKK、WRKYGEK、和WRKYRQM),以及锌指结构的突变,主要包含在两个半胱氨酸(C)或两个组氨酸(H)中间插入(CX5CX23HX2H)、N端锌指结构整体缺失以及在两个半胱氨酸(C)之间缺失(CX6CX23HXC)等突变类型。小豆WRKY转录因子的分布不具偏好性,不均匀分布在小豆的11条染色体上。通过对小豆WRKY转录因子类别及序列特征的分析,更为全面地解析了小豆WRKY基因家族的基本信息,为深入探索WRKY转录因子在小豆生长发育及应对胁迫过程中的功能提供参考。
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