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目的:广泛的研究拟南芥中WRKY转录因子,以期发现该家族成员在拟南芥中进化机制。为最终阐明该家族成员在整个植物界的进化规律奠定基础。
方法从TAIR网站下载拟南芥的基因组序列,采用BLASTN和TBALSTN搜索工具和WRKY的搜索基因组序列,并对结果进行ORF预测;获得的cDNA序列对NCBI的Map的Viewer和TAIR的MapViewer进行染色体的定位;根据TIGR提供的数据,对内含子和外现子的结构手工校正及相位进行分析;根据SMART蛋白质数据库分析,同时采用Interpro数据库以及SWISSproein数据库辅助数据分析对WRKY基因的进行结构分析;WRKY基因的系统树构建选取编码保守域的氨基酸。所有的序列用Clustal1.8进行多重比较,比较的结果用Neighbor-joining(NJ)的建树方法进行系统树构建,Gap的去处采用比对去除,氨基酸的替换模型采用PossionCorrection方法,同时考虑Gamma距离,Gamma系数的估计采用Yang的方法,建树工具位MEGA3,对于树的评估采用BootStrap法,共重复1000次。
结果:(1)数据库搜索的结果一共获得78个不同的可能编码蛋白质的cDNA,且发现在Somssich报告的数据中,WRKY38(At5g22570)的序列证明有误;
(2)绘制了ATWRKY基因的蛋白质的二级结构图,首次发现在ATWRKY48,ATWRKY49,ATWRKY72存在LeucineZip结构;
(3)对ATWRKY基因的基因组进行定位、内含子进行相位分析、ATWRKY基因的进化树分析,表明在拟南芥的WRKY基因进化中存在大量的基因复制的现象,进而经过功能的分化,从而形成一个超级家族,其进化的形式多样,有可能有转位的基因,也有可能有染色体的复制;WRKY基因在经过基因的复制之后的分化过程中,不仅获得了新的启动子,同时整合了其他的功能域。
结论:1.WRKY基因主要通过基因复制的方式快速进化
2.WRKY基因通过整合不同的结构域获得新功能