Page 146 - 《广西植物》2020年第6期

８ ９ ２ 广 西 植 物 ４０ 卷
ｂｅｒｓꎬ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｎ ２１ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓꎬ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ３－８ ｃｏｎｓｅｒｖｅｄ ｍｏｔｉｆｓꎻ Ｔｈｅ ｅｎｃｏｄｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｗｅｒｅ ｕｎｓｔａｂｌｅ ｐｒｏｔｅｉｎｓꎬ ｎｏ
ｓｉｇｎａｌ ｐｅｐｔｉｄｅｓꎬ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｃｌｅｕｓꎬ ｃｙｔｏｐｌａｓｍ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔꎻ Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ
α￣ｈｅｌｉｘ ａｎｄ ｒａｎｄｏｍ ｃｏｉｌｉｎｇꎻ Ｉｔ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｂｙ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｈａｄ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｓｔ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ＴＩＲ￣
ＮＢＳ ｇｅｎｅ ｏｆ ｔｏｍａｔｏꎻ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｉｓ￣ａｃｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｍａｙ ｂｅ ｒｅｇｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｌｉｇｈｔꎬ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬ ａｎｄ ｈｏｒｍｏｎｅｓ
ｓｕｃｈ ａｓ ａｕｘｉｎꎬ ｍｅｔｈｙｌ ｊａｓｍｏｎａｔｅꎬ ａｂｓｃｉｓｉｃ ａｃｉｄꎬ ｓａｌｉｃｙｌｉｃ ａｃｉｄꎬ ａｎｄ ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｎ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｅｘ￣
ｐｌｏｒｉｎｇ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＴＩＲ￣ＮＢＳ ｇｅｎｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｐｌａｎｔ ｙｉｅｌｄ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｎｉｃｏｔｉａｎａ ａｔｔｅｎｕａｔａ(ｔｏｂａｃｃｏ)ꎬ ｄｉｓｅａｓｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎꎬ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔꎬ ｐｌａｎｔ ｉｍｍｕｎｉｔｙꎬ
ＴＩＲ￣ＮＢＳ ｇｅｎｅ ｆａｍｉｌｙꎬ ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ

植物在长期遭受真菌、细菌、病毒等各种病原 ｘｆａｍ.ｏｒｇ / ｆａｍｉｌｙ / ＰＦ００９３１＃ｔａｂｖｉｅｗ ＝ ｔａｂ６) 和 ＴＩＲ(ｈｔ￣
体侵袭和危害过程中ꎬ逐渐形成保护自身的抗病免 ｔｐ:/ / ｐｆａｍ.ｘｆａｍ.ｏｒｇ / ｆａｍｉｌｙ / ＰＦ０１５８２＃ｔａｂｖｉｅｗ ＝ ｔａｂ６)
疫机制ꎬ由 Ｒ 抗病基因(ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｇｅｎｅ)介导的免疫 隐马尔可夫模型ꎮ 通过 ｈｍｍｓｅａｒｃｈ 程序用下载的
反应就是其中一条主要的途径 (房卫平等ꎬ２０１５ꎻ孙 ＮＢ￣ＡＲＣ.ｈｍｍ 和 ＴＩＲ.ｈｍｍ 文件对烟草全基因组蛋
岩等ꎬ２０１７)ꎮ Ｒ 基因由白细胞介素￣１ 受体(ｔｏｌｌ ａｎｄ 白数据库中的含 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 结构域的蛋白家族进行
ｉｎ￣ｔｅｒｌｅｕｋｉｎ￣１ ｒｅｃｅｐｔｏｒꎬＴＩＲ) 结构域、功能结构域核 预测ꎬ选取的期望值 Ｅ 为 １×１０ ꎮ
￣２０
苷酸结合位点(ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｂｉｎｄｉｎｇｓｉｔｅꎬ ＮＢＳ)、富含亮 １.２ 染色体定位分析
氨酸重复(ｌｅｕｃｉｎｅ ｒｉｃｈ ｒｅｐｅａｔꎬ ＬＲＲ) 位点等结构组
从 Ｅｎｓｅｍｂｌ 植物全基因组数据库(ｆｔｐ:/ / ｆｔｐ.ｅｎ￣
成ꎮ 其中ꎬＴＩＲ 和 ＮＢＳ 结构与抗病调节相关(Ｍｅｙｅｒｓ
ｓｅｍｂｌｇｅｎｏｍｅｓ.ｏｒｇ/ ｐｕｂ/ ｐｌａｎｔｓ/ ｒｅｌｅａｓｅ￣４２/ ｆａｓｔａ/ ｎｉｃｏｔｉａｎａ＿
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００２)ꎬＴＩＲ￣ＮＢＳ 类抗病基因作为一类重要的
ａｔｔｅｎｕａｔａ)获得 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 基因在染色体上的位置信
植物免疫 基 因ꎬ 是 Ｒ 基 因 抗 病 免 疫 的 重 要 基 础
息ꎬ并 用 在 线 工 具 ＭＧ２Ｃ ( ｈｔｔｐ: / / ｍｇ２ｃ. ｉａｓｋ. ｉｎ /
(Ｓｔａａｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００８ꎻ谢冬微等ꎬ２０１５) ꎮ
ｍｇ２ｃ＿ｖ２.０ / )制作染色体定位图ꎮ
ＴＩＲ、ＮＢＳ 结 构 域 是 抗 病 基 因 免 疫 反 应 必 需
１.３ 基因结构与 ｍｏｔｉｆ 分析
的ꎮ 当拟南芥的抗病基因 ＲＰＳ４ 或 ＲＰＰ１Ａ 在仅含
利 用 在 线 工 具 ＧＳＤＳ ( ｈｔｔｐ: / / ｇｓｄｓ. ｃｂｉ. ｐｋｕ.
ＴＩＲ 和 ＮＢ 结构域的截短蛋白 ＴＩＲ＋ ４５ 或 ＴＩＲ＋ ８０
ｅｄｕ.ｃｎ / ) 对烟草 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 基因家族成员进行基因
片段时ꎬ即使没有病原菌效应蛋白的诱导也能引
结 构 分 析ꎮ 通 过 在 线 工 具 ｍｅｍｅ ( ｈｔｔｐ: / / ｍｅｍｅ￣
起细胞的坏死(Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００４ꎻ尹玲等ꎬ２０１８)ꎮ
ｓｕｉｔｅ. ｏｒｇ / ｔｏｏｌｓ/ ｍｅｍｅ) 对 烟 草 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 蛋 白 ｍｏｔｉｆ
烟草抗病毒 Ｎ 蛋白的免疫作用与其 ＴＩＲ 结构域进
进行预测分析ꎮ
行信号转导有关( Ｄｉｎｅｓｈ￣Ｋｕｍａｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０００)ꎮ 还
１.４ 蛋白结构与亚细胞定位分析
有研究表明ꎬＴＩＲ￣ＮＢＳ 类基因 ＲＬＭ３ 参与了拟南芥
利 用 在 线 软 件 ＳＯＰＭＡ ( ｈｔｔｐｓ: / / ｎｐｓａ￣ｐｒａｂｉ.
广谱抗坏死致病真菌的免疫反应过程(Ｓｔａａｌ ｅｔ ａｌ.ꎬ
ｉｂｃｐ. ｆｒ / ｃｇｉ￣ｂｉｎ / ｎｐｓａ ＿ ａｕｔｏｍａｔ. ｐｌ? ｐａｇｅ ＝ / ＮＰＳＡ /
２００８)ꎮ 尽管 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 类蛋白在植物抗病过程中
扮演着非常重要的角色ꎬ但人们对该基因家族及 ｎｐｓａ＿ ｓｏｐｍａ. ｈｔｍｌ) 分 析 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 蛋 白 二 级 结 构ꎮ
其成员的了解仍极为有限ꎮ 本研究通过生物信息 利用 在 线 工 具 ＳｉｇｎａｌＰ ４. １ Ｓｅｒｖｅｒ ( ｈｔｔｐ: / / ｗｗｗ.
学分析方法ꎬ对烟草 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 基因家族的分子特 ｃｂｓ.ｄｔｕ.ｄｋ / ｓｅｒｖｉｃｅｓ/ ＳｉｇｎａｌＰ / )对烟草 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 基因
征和功能进行预测分析ꎬ为烟草 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 类抗病 进行信号肽分析ꎮ 利用在线工具 ＤｅｅｐＬｏｃ( ｈｔｔｐ: / /
ｗｗｗ. ｃｂｓ. ｄｔｕ. ｄｋ / ｓｅｒｖｉｃｅｓ/ ＤｅｅｐＬｏｃ / ) 对 烟 草 ＴＩＲ￣
基因的深入探究提供依据ꎮ
ＮＢＳ 基因进行亚细胞定位分析ꎮ
１ 材料与方法 １.５ ＴＩＲ￣ＮＢＳ 蛋白的理化性质分析
利用 ＥｘＰＡＳｙ 中的 ＰｒｏｔＰａｒａｍ ( ｈｔｔｐ: / / ｗｅｂ.ｅｘ￣
１.１ ＴＩＲ￣ＮＢＳ 基因家族鉴定 ｐａｓｙ. ｏｒｇ / ｐｒｏｔｐａｒａｍ / )软件对烟草 ＴＩＲ￣ＮＢＳ 蛋白基
在 Ｐｆａｍ 中下载 ＮＢＳ(ＮＢ￣ＡＲＣ)(ｈｔｔｐ:/ / ｐｆａｍ. 本特性进行分析ꎬ 包括蛋白质大小、相对分子质量、