Page 110 - 《广西植物》2020年第6期

８ ５ ６ 广 西 植 物 ４０ 卷
１.３ 小立碗藓扩展蛋白基因家族的蛋白特征分析 果显示:运用 ＣＥＬＬＯ 在线工具预测发现小立碗藓
及亚细胞定位 中约 １ / ５ 的 ＥＸＰ 家 族 基 因 定 位 于 细 胞 周 质ꎻ 而
将鉴定得到的小立碗藓扩展蛋白家族蛋白序 Ｅｕｋ￣ｍＰＬｏｃ 预测结果则显示小立碗藓 ＥＸＰ 基因家
列ꎬ通过 ＮＣＢＩ( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｗｗ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ. ｇｏｖ / ) 数 族 全 定 位 于 细 胞 外ꎮ Ｐｆａｍ 数 据 库 ( ｈｔｔｐ: / / ｐｆａｍ.
据库查找其分子量(Ｍｗ)、等电点( ＰＩ) 等数据ꎮ 通 ｘｆａｍ.ｏｒｇ)验证结果显示 ３８ 个扩展蛋白同时具有
过 Ｃｅｌｌｏ 在线工具( ｈｔｔｐ: / / ｃｅｌｌｏ. ｌｉｆｅ. ｎｃｔｕ. ｅｄｕ. ｔｗ / ) Ｐｏｌｌｅｎ＿ａｌｌｅｒｇ＿１ 和 ＤＰＢＢ＿１ 特征结构域ꎮ
及 Ｅｕｋ￣ｍＰＬｏｃ 在 线 网 站 ( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ. ｃｓｂｉｏ. ｓｊｔｕ. ２.２ 小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因保守结构域与基因结
ｅｄｕ.ｃｎ / ｂｉｏｉｎｆ/ ｅｕｋ￣ｍｕｌｔｉ￣２ / ) 预测小立碗藓 ＥＸＰ 基 构分析
因家族的亚细胞定位ꎮ 通过 ＭＥＭＥ 分 析 小 立 碗 藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基 因 序
１.４ 小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 家族系统进化树的构建 列ꎬ获得 １０ 个保守性较高的 ｍｏｔｉｆ( 图 １:Ａ)ꎮ 同
利用小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因的蛋白序列ꎬ与 时ꎬｍｏｔｉｆ 之间的位置具有重要规律ꎬ其中发现小立

ＴＡＩＲ 据库( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｗｗ.ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ.ｏｒｇ / ) 及 ＮＣＢＩ 碗藓 ＥＸＰＡ 亚家族除 ＰｐＥＸＰＡ３２ 出现 ｍｏｔｉｆ １ 缺失
数据库( ｈｔｔｐｓ: / / ｗｗｗ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ.ｇｏｖ / ) 搜索到的 外ꎬ该亚家族其余基因具有 ｍｏｔｉｆ ２￣( ｍｏｔｉｆ ８)￣ｍｏｔｉｆ
拟南芥( Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ ｔｈａｌｉａｎａ) Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因蛋白序 ４￣ｍｏｔｉｆ １￣ｍｏｔｉｆ ３ 的相对稳定结构ꎻ而 ＥＸＬＡ 亚家族
列ꎬ应用多序列比对工具 ＣｌｕｓｔａｌＸ 构建系统进化 则具有 ｍｏｔｉｆ ２￣ｍｏｔｉｆ ９￣ｍｏｔｉｆ ７￣ｍｏｔｉｆ １０￣ｍｏｔｉｆ ６ 的稳

树ꎬ以氨基酸全序列联配的结果为基础ꎬ用 ＭＥＧＡ 定结构ꎬ并未出现 ｍｏｔｉｆ 缺失、增加或替换ꎮ
７.０ 程序生成ꎮ 采用程序 Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ 法ꎬ 分析 ３８ 个小立碗藓 ＥＸＰ 基因的内含子、外显
校验参数为 Ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ＝ １ ０００ꎮ 子结构( 图 １:Ｂ)ꎬ发现 ＥＸＰＡ 中约 ４９％的基因含
１.５ 小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因保守基序及基因结构分析 有 ２ 个内含子、约 １ / ５ 的基因仅含有 １ 个内含子、
通过 ＭＥＭＥ 网站检测ꎬ小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 家 ９％的基因含有 ３ 个内含子、有约 ２２％的 ＥＸＰＡ 亚
族基因中所存在相似度较高的基序( ｍｏｔｉｆ)ꎻ并利 家族基因不含内含子ꎮ 在分析小立碗藓 ＥＸＬＡ 亚
用基因组注释文件ꎬ获得小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因 家族 时 发 现ꎬ ＥＸＬＡ 几 乎 仅 含 １ 个 内 含 子ꎬ 除
家族 的 内 含 子 及 外 显 子 分 布 情 况ꎻ 最 后 利 用 ＰｐＥＸＬＡ１ 和 ＰｐＥＸＬＡ４ 外ꎮ 其 中 ＰｐＥＸＬＡ１ 含 有 ５
ＴＢｔｏｏｌｓ 软件对其进行可视化分析ꎮ 个内含子ꎬ为 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因家族中含有内含子数
１.６ 小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因的染色体位置图 目最多的基因ꎮ
以 Ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ 数 据 库 ( ｈｔｔｐｓ: / / ｐｈｙｔｏｚｏｍｅ. ｊｇｉ. ２.３ 小立碗藓扩展蛋白基因家族的系统进化分析
ｄｏｅ.ｇｏｖ / ｐｚ/ ｐｏｒｔａｌ.ｈｔｍｌ) 提供的相关基因信息ꎬ 确 对小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因家族进行了氨基酸
定 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因的染色体定位ꎮ 然后通过 ＭａｐＩｎ￣ 多序列比对和系统树构建( 图 ２)ꎬ分析表明ꎬ小立
ｓｐｅｃｔ 软件作图(易吉明等ꎬ２０１５)ꎮ 碗藓的 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因家族系统进化树有 ３ 个非常
明显的分枝ꎬ且小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因家族的两
２ 结果与分析 个亚基因家族都出现了独立的进化分支ꎮ 其中
ＥＸＰＡ 亚家族包含两个进化分支ꎬ说明 ＥＸＰＡ 亚家
２.１ 小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因家族成员信息 族的基因在长期的进化过程中ꎬ出现了不同的进
通过 ＨＭＭＥＲ 软件对小立碗藓全基因组预测 化方式ꎮ 另外ꎬ小立碗藓中有些 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因分
蛋白序列进行搜索ꎬ共获得 ９１ 个备用蛋白ꎮ 运用 支较长ꎬ说明这些基因在很早的时候就发生了分
ＳＭＡＲＴ 网站手动鉴定备用蛋白后ꎬ最终获得 ３８ 个 化ꎬ相应基因序列也已经发生较大的分化ꎬ但仍然
小立碗藓扩展蛋白(表 １)ꎮ 与双子叶模式植物拟南 可以肯定它们之间具有一定的演化关系ꎮ

芥中鉴定的扩展蛋白数量持平(Ｓｅａｄｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎮ 为研究模式植物小立碗藓与拟南芥基因组中
通过蛋白特征分析ꎬ小立碗藓 ３８ 个 Ｅｘｐａｎｓｉｎ ＥＸＰ 之间的进化关系ꎬ利用 ３８ 个小立碗藓 ＥＸＰ 基
基因的分子量为 ２５.１４ ｋＤａ 到 ７３.９５ ｋＤａꎬ其中约 因和 ３８ 个拟南芥扩展蛋白的氨基酸序列构建了
８７％的扩展蛋白分子量处于 ２０ ~ ３０ ｋＤａꎬ等电点最 系统发育树( 图 ３)ꎮ 从系统发育树可知ꎬ小立碗
小为 ４.１４ꎮ 这些小立碗藓 Ｅｘｐａｎｓｉｎ 基因编码的蛋 藓 ３８ 个 ＥＸＰ 基因被明显分为 ２ 个亚家族ꎮ 共鉴
白包含 ２２８ ~ ２９０ 个氨基酸ꎮ 亚细胞定位预测结 定种内的直系同源蛋白 １２ 对ꎬ其中有 ４ 对直系同