水稻属于禾本科植物,单子叶,有24条染色体,性喜温湿,是单子叶植物功能基因组学研究的模式生物,PAP 基因在拟南芥中已有较多研究,而其在单子叶模式植物水稻中的进化和功能还不明确[6]。本研究以水稻中已分离的OsPAP基因为基础,通过生物信息学方法查找其同源基因,对水稻中的PAP基因家族的染色体分布和系统进化树进行分析,并对其组织器官和激素处理下的表达特征进行了鉴定。这些结果提供了水稻PAP家族的重要信息,为进一步功能研究奠定基础。
2 材料与方法
2.1 序列检索和复制事件分析
为鉴定水稻基因组中的PAP基因,首先以PAP为关键词在水稻基因组注释数据库(Rice Genome Annotation Project,RGAP,http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml)中进行检索,获得该家族部分成员。然后以获得的序列为查询序列,分别在RGAP数据库和NCBI数据库中进行BLASP搜索,选择E≤0.1的序列为候选序列。在Pfam网站(http://pfam.sanger.ac.uPAP/search)进行验证,若存在PAP结构域,则认为该候选蛋白属于PAP家族,并下载其序列。基因的基本信息如外显子数、转录方向等从RGAP网站获取。以基因编码序列在KOME网站比对搜索,获得其cDNA登陆号。源'自:751`!论~文'网www.751com.cn
OsPAP基因在染色体上的位置图通过MapChart软件绘制并手工编辑。通过Plant Genome Duplication Database(PGDD, http://chibba.agtec.uga.edu/duplication/index/locus)查找OsPAP基因的片段复制事件;若两个OsPAP基因在染色体上间隔不超过五个基因,则认为起源于串联重复事件。
2.2 蛋白质等电点和亚细胞定位预测
利用ProParam软件(http://web.expasy.org/protparam/)预测蛋白质等电点,采用WoLF PSORT网站(http://wolfpsort.org/)分析蛋白质亚细胞分布。
2.3 多序列对比和系统发育分析
利用ClustalW软件默认参数对水稻PAP蛋白的氨基酸序列进行多序列比对,采用MEGA5.1软件邻接法(Neighbor—Joining method)构建系统发育树,bootstrap重抽样进行了1000次。
2.4 表达分析
通过在NCBI EST数据库中比对搜索,获得OsPAP基因的组织器官表达信息,利用OsPAP基因的获取号在RiceGE芯片表达数据库(http://signal.salPAP.edu/cgi-bin/RiceGE?JOB=APPENDIX&QUERY=GeneAtlas)中进行检索,获得不同激素处理下的表达模式信息。