野生花生全基因组抗病相关LOX基因生物信息学分析,本论文主要论述了生物信息学论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
生物信息学论文参考文献：
摘 要：脂肪氧合酶（lipoxygenases,LOX）是生物体内一种重要的双加氧酶,其在植物发育以及响应生物和非生物胁迫时发挥重要作用.本研究从Arachis duranensis和Arachis ipaensis两个野生花生基因组中各鉴定出18个LOX基因,分别命名为AdLOX1～18和AiLOX1～18.在AdLOX5、AdLOX7、AiLOX8和AiLOX18基因的CDS序列中发现提前终止翻译的终止*子,而AiLOX9基因的CDS序列过短,推测这些基因可能是假基因.染色体定位结果显示,AdLOX和AiLOX基因主要分布在2、3、6、8、9和10号染色体上,且其直系同源基因分布在两套染色体相同或相近的位置.通过分析AdLOX和AiLOX基因和已知功能LOX基因的亲缘关系发现,AdLOX6、、AdLOX9、AdLOX11、AdLOX12、AdLOX17、AiLOX1、AiLOX4、AiLOX6、AiLOX16和AiLOX17基因可能参和花生的抗病过程,启动子分析结果也支持这一结论.基因选择压力研究表明,AdLOX和AiLOX基因在进化历程中受到纯化选择.
关键词：野生花生；LOX基因家族；抗病；系统发育；选择压力
中图分类号：S656.201
文献标识号：A
文章编号：1001-4942（2015）10-0001-07
花生（Arachis hypogaea L.）作为重要的油料经济作物被广泛地种植在热带和亚热带地区.目前,花生属中已经鉴定了80个种.大多数的野生花生为二倍体,而栽培花生为异源四倍体（AABB）植物.大量研究表明,栽培花生的二倍体祖先分别是提供A基因组的Arachis duranensis和提供B基因组的Arachis ipaensis.栽培花生对多种病虫害的抗性低,近年来,病虫害危害严重,造成花生大面积减产.而野生花生由于长期适应不同的恶劣环境,对病虫害有很高的抗性,甚至对有些严重影响栽培花生的病害免疫.因此,研究野生花生对病原菌的抗性机理,鉴定、挖掘野生花生中的抗病基因资源,对培育抗病能力强的优异花生新品种具有重要意义.2014年,A.duranensis和A.ipaensis全基因组测序工作已经完成,为从全基因组水平上分析和鉴定野生花生的抗病基因、研究其抗病机理奠定了坚实基础.
LOX蛋白是一种非血红素铁酶（non-hemeiron containing enzymes）,该酶广泛地分布在动物、植物和微生物中.其主要功能是通过LOX途径降低多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fattyacids）的含量.在LOX途径中,过氧化氢物（hydroperoxides）被转化为氧化脂类（oxylipins）,而氧化脂类能激活LOX途径下游的多种酶,包括过氧化氢裂解酶（hydroperoxide lyase）、过氧化氢环化酶（peroxygenase）、丙二烯氧合酶（allene oxide synthase）和二乙烯基醚合酶（divinyl ether synthase）.在植物中,氧化脂类和其衍生物,例如茉莉酸和乙醛等,已经被证实参和植物的抗病和抗虫等过程.因此,研究LOX基因对阐明植物的抗病和抗虫机理具有重要的作用.在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中,AtLOX2基因被确定参和茉莉酸途径；当拟南芥受到生物胁迫时,AtLOX1基因的表达也会上调.栽培花生LOX基因在抗病方面的研究已有报道.Burow等克隆了栽培花生AhLOX1基因,当花生受到茉莉酸、伤害和曲霉侵染时,该基因的表达会显著提高.在栽培花生成熟种子中过量表达AhLOX2和AhLOX3基因,会提高其抵御黄曲霉侵染的能力.但花生LOX基因家族的系统研究尚未见报道.
目前,关于LOX基因家族的分类主要有两种方法.第一种方法是根据亚油酸（linoleic acid）被氧化的顺序分为9-LOX（C-atom 9）和13-LOX（C-atom 13）.第二种方法是根据氨基酸序列的相似性将LOX基因分为Type I-LOX和TypeⅡ-LOX,Type I-LOX的序列相似性约为75%,其N段缺少一段叶绿体运输多肽；而TypeⅡ-LOX的序列相似性约为35%,其N段存在叶绿体运输多肽,且具有13-LOX活性.
本研究利用生物信息学方法从A.duranensis和A.ipaensis基因组中分别鉴定出18个LOX基因,从分子系统进化、染色体定位和选择压力方面对AdLOX和AiLOX基因进行了系统的分析,并参考已报道的参和植物免疫过程的LOX基因,预测了在A.duranensis和A.ipaensis中参和植物免疫反应的LOX基因.
1材料和方法
1.1二倍体野生花生LOX基因序列的获得
从花生基因组计划网站（http：//peanutbase.org/）下载A.duranensis和A.ipaensis基因组序列.以A.duranensis和A.ipaensis的氨基酸序列作为数据库,使用Lipoxygenase结构域（PF00305.15）作为查询序列,采用HMMER程序分别搜寻以上两个物种的LOX氨基酸序列.将得到的所有序列重新提交到Pfam数据库,剔除只含有Lipoxygenase结构域的序列,保留同时含有Lipoxygenase和PLAT/LH两种结构域的序列.
1.2LOX基因的系统进化和染色体定位分析
为对AdLOX和AiLOX基因进行分类和明确其进化关系,本研究在NCBI数据库中下载了单子叶植物大麦（Hordeum vulgare）、水稻（Oryza sativa）、玉米（Zea mays）和小麦（Triticum aestivum）以及双子叶植物拟南芥、花生、大豆（Glycine max）、豌豆（Pisum sativum）和菜豆（Phaseolus vulgaris）的LOX基因信息,使用MEGA 6.0软件对下载的LOX氨基酸序列及AdLOX和AiLOX氨基酸序列构建系统发育树.系统发育树采用邻接法（NJ）,自举值（bootstrap）设置为1000.另外,为挖掘两种二倍体野生花生LOX基因的直系同源基因,使用AdLOX和AiLOX氨基酸序列构建系统发育树,如果AdLOX和AiLOX聚集在系统发育树末端的同一个分支上,则认为该基因对为直系同源基因.
结论：关于本文可作为相关专业生物信息学论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文生物信息学将来干什么论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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