玉米FWL基因家族的生物信息学分析(2)

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玉米（Zea mays）是一年生禾本科植物，在我国粮食安全中起着极其重要的作用。玉米是重要的饲料作物，又是食品、化工、燃料、医药等行业的重要原料。然而，玉米中的FWL基因及其功能还不明确。本研究采用生物信息学方法对玉米基因组中的FWL基因进行了系统鉴定、分子进化和表达分析，旨在为玉米FWL基因的功能研究奠定基础。文献综述

2 材料与方法

2.1 序列检索、染色体分布和基因复制分析

为了鉴定玉米的FWL基因，利用FWL结构域的一致性序列在玉米基因组数据库（MaizeGDB，http://www.maizegdb.org/）中进行检索，对E值<10-5的序列在Pfam数据库中（http://pfam.xfam.org/search）验证是否存在FWL结构域。若其为要找的FWL基因，则下载其编码序列（CDS）和蛋白质氨基酸序列，并记录染色体位置、外显子数、转录方向以及蛋白质氨基酸数等基本信息。

为研究玉米FWL基因在染色体上的分布情况，利用MapChart软件绘制染色体分布图。如果两个或多个基因在染色体上相距很近，间隔不超过5个基因，则认为起源于串联重复事件。

2.2 蛋白质等电点及亚细胞定位分析

利用ProtParam工具（http://web.expasy.org/protparam/）预测蛋白质等电点和分子量，采用TargetP 1.1 Server（http://www.cbs.dtu.dk/services/TargetP/）进行亚细胞定位分析。

2.3 多系列对比和系统发育分析

在得到玉米FWL蛋白的氨基酸序列后，利用MEGA5.1软件进行多序列比对，采用邻接法（Neighbour-Joining method）构建系统发育树，bootstrap重抽样进行了1000次。

2.4 表达分析

以玉米FWL基因座位号在玉米RNAseq数据库（https://mpss.udel.edu/dbs/index.php?SITE=maize_sRNA）中检索，获取基因在各组织器官中的表达信息。

3 结果与分析

3.1 玉米中的FWL基因

利用FWL基因结构域一致性序列在MaizeGDB中检索,共鉴定出17个玉米FWL基因。根据其在染色体上的位置，系统命名为ZmFWL1～ZmFWL17。基因的基本信息列于表1。玉米FWL基因的外显子数从1个～7个不等，蛋白质长度变异广泛。最长的为ZmFWL17，含571个aa，最短的为ZmFWL10，仅有121个氨基酸。蛋白质等电点分析表明，多数玉米FWL蛋白为酸性蛋白。9个ZmFWL基因为正向转录，8个反向转录。亚细胞定位预测分析表明，所有的玉米FWL蛋白均定位于其它位点。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

3.2 染色体分布和复制事件

为研究玉米FWL基因在玉米染色体上的分布情况，通过基因组检索确定了其在染色体上的位置。结果表明，玉米的17个FWL基因分布在9条染色体上（图1），其中第1、4、5号染色体上各有3个基因，第8、10号染色体上各有2个基因，其余染色体各有1个基因。基因复制分析表明，有2组ZmFWL基因（ZmFWL8, ZmFWL9和ZmFWL10）和（ZmFWL16和ZmFWL17）起源于串联重复事件。