柑橘,富含维生素C,其种植面积和产量在果树中均居世界首位,具有较高的营养价值和经济价值。近年来,柑橘全基因组测序已经完成,但其基因功能研究相对落后,尤其是关于生物胁迫与非生物胁迫的研究。因此对柑橘锚蛋白与亲环蛋白基因家族的研究,不但可以预测基因家族成员的功能,并能为其功能验证和物种进化研究提供理论基础。本文对美国柑橘(C.clementina)与中国甜橙(C.sinensis)的锚蛋白与亲环蛋白基因家族进行全基因组分析,根据不同结构域对锚蛋白与亲环蛋白基因家族成员分类,并确定锚蛋白与亲环蛋白基因在染色体上的具体位置,构建同源基因及基因簇,通过锚蛋白与亲环蛋白基因在柑橘不同组织中的差异表达以预测基因家族成员的潜在功能。本实验取得以下研究成果:(1)在美国柑橘和中国甜橙基因组中分别筛选出192和205个锚蛋白重复基因。根据蛋白质结构域的不同,将其分为11个亚家族,并发现亚家族ANK-M、ANK-TM和ANK-BTB在柑橘基因组中显著扩增。系统发育分析结果表明,ANK基因根据根节点分成5个部分,进化枝结果表明大多数进化枝均包含来自二个柑橘基因组的ANK基因,这说明二个物种基因组含有相似数目和类型的ANK基因。虽然在美国柑橘和中国甜橙基因组中分别筛选出26和28个基因簇,但只有1个基因簇完全保守,结果可推测出二个物种的ANK基因序列发生了独立进化事件。通过比较二个物种的ANK基因,研究发现三分之一的同源基因在花和果实中存在差异表达,且大多数基因在美国柑橘中表达量较高,这些CcANK和CsANK在不同组织中存在差异表达,其中表达较高的基因与植物胚胎发育、发芽、叶片形态、植株高度、开花时间、冷敏感性、损伤反应、耐盐和抗病性有关,这些基因可能在生物或非生物应激反应中发挥重要作用。(2)在美国柑橘和中国甜橙基因组中分别筛选出30和32个亲环蛋白基因家族成员(CYPs)。根据结构域的不同,将62个成员分成7个亚家族。进化分析结果表明,最初柑橘的CYP只存在单结构域基因,随着时间推移,逐渐分化出多结构域基因。且进化树中的所有分支均包含美国柑橘亲环蛋白基因(CcCYP)和中国甜橙亲环蛋白基因(CsCYP),表明它们可能在物种分化前便已分开,启动子分析结果显示共有27种顺式元件表达,表明CYP基因可能对茉莉酸,脱落酸的表达及光响应起重要调控功能;在CcCYP和CsCYP中均含有2个基因簇并筛选出26对同源基因。这些CYP基因在不同的组织中表达谱不同,7种组织中表达量最高的基因可能与免疫抑制,蛋白质运输,根系的生长及光调控功能相关,表明这些亲环蛋白可能在生物过程中起重要作用。